8.甲醇可作为燃料电池的原料.CH4和H2O为原料,通过下列反应反应来制备甲醇.
Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H=+206.0KJ•mol-1
Ⅱ:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H=-129.0KJ•mol-1
(1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH (g)+H2(g)△H=+77kJ•mol-1
(2)将1.OmolCH4和2.0molH2O(g)通入容积为100L的反应室,在一定条件下发生反应I,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图1.

①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示该反应的平均反应速率为0.003 mol•L-1•min-1
②100℃时反应I的平衡常数为2.25×10-4
(3)在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下,将amolCO与3amolH2的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的$\frac{1}{2}$,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O.(填字母序号).
A.c(H2)减少;B.正反应速率加快,逆反应速率减慢;C.CH3OH的物质的量增加;D.重新平衡c(H2)/c(CH3OH)减小;E.平衡常数K增大
(4)写出甲醇-空气-KOH溶液的燃料电池正极的电极反应式:Co2+-e-=Co3+
(5)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化.实验室用图2装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式Co2+-e-=Co3+
②写出除去甲醇的离子方程式6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
7.工业上以铬铁矿(主要成分FeO•Cr2O3)、碳酸钠、氧气和硫酸为原料生产重铬酸钠(Na2Cr2O7•2H2O)的主要反应如下:
①4FeO•Cr2O3+8Na2CO3+7O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Na2CO3+2Fe2O3+8CO2
②2Na2Cro4+H2SO4?Na2SO4+Na2Cr2O7+H2O
(1)工业上反应①需不断搅拌,其目的是使反应物充分接触,加快反应速率.
(2)如图是红矾钠(Na2Cr2O7•2H2O)和Na2SO4的溶解度曲线.
从Na2Cr2O7Na和Na2SO4的混合溶液中提取Na2Cr2O7晶体的操作:先将混合溶液蒸发浓缩,趁热过滤.然后将滤液冷却结晶,从而析出红矾钠.趁热过滤的目的是有利于硫酸钠结晶析出,可以防止Na2Cr2O7•2H2O结晶析出;
(3)含Cr2O72-的废水要经过化学处理,使c(Cr2O72+)降到5.0×10-5mol/L以下才能排放,用沉淀法处理该废液是方法之一.
已知:Ksp(BaCr2O7)=2×10-7,则c(Ba2+)至少应达到4×10-3mol/L.
(4)用重铬酸钾测定铁矿石中铁的含量,实验步骤如下:
步骤1:将mg铁矿石加浓盐酸加热溶解
步骤2:加入SnCl2溶液将Fe3+还原
步骤3:将所得溶液冷却,加入HgCl2溶液,将过量的Sn2+氧化为Sn4+
步骤4:加入15mL硫酸和磷酸的混合酸及5滴0.2%二苯胺磺酸钠指示剂
步骤5:立即用cmol-1重铬酸钾溶液滴定至溶液呈稳定紫色,即为终点,消耗重铬酸钾溶VmL
(已知:6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O)
①写出SnCl2还原Fe3+的离子方程式2Fe3++Sn2+=Sn4++2Fe2+
②求mg铁矿石中含铁元素的质量(用含字母c、V的代数式表示)0.336cVg.
③如省去步骤③,则所测定的铁的含量偏高(填“偏高”、“偏低”或“无影响”).
④步骤5使用的玻璃仪器有酸式滴定管、锥形瓶.
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