摘要：(五)净化方法:用饱和食盐水除去HCl.再用浓H2SO4除去水蒸气.

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有A、B、C、D、E和F六瓶无色溶液，它们都是中学化学中常用的无机试剂．纯E为无色油状液体；B、C、D和F是盐溶液，且它们的阴离子均不同．现进行如下实验：
①A有刺激性气味，用沾有浓盐酸的玻璃棒接近A时产生白色烟雾；
②将A分别加入其他五种溶液中，只有D、F中有沉淀生成；继续加入过量A时，D中沉淀无变化，F中沉淀完全溶解；
③将C分别加入D、E、F中，均有沉淀生成，再加入稀HNO3，沉淀均不溶；
④将B分别加入C、D、E、F中，C、D、F中产生沉淀，E中有无色、无味气体逸出．
根据上述实验信息，请回答下列问题：
（1）A溶液中存在的化学平衡为
NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-
NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-
；A与D溶液混合发生反应的离子方程式为
3NH3?H2O+Al3+═Al（OH）3↓+3NH4+（或2NH3?H2O+Mg2+═Mg（OH）2↓+2NH4+）
3NH3?H2O+Al3+═Al（OH）3↓+3NH4+（或2NH3?H2O+Mg2+═Mg（OH）2↓+2NH4+）
．
（2）C溶液中溶质的化学式为
BaCl2
BaCl2
；F溶液中溶质的化学式为
AgNO3
AgNO3
．
（3）不能确定的溶液是（写出溶液标号与可能相应溶质的化学式）
B：Na2CO3或K2CO3，D：Al2（SO4）3或MgSO4
B：Na2CO3或K2CO3，D：Al2（SO4）3或MgSO4
，进一步鉴别的方法是
用洁净的铂丝蘸取少量B，在酒精灯火焰中灼烧，若焰色呈黄色则B为Na2CO3溶液；若透过蓝色钴玻璃观察焰色呈紫色，则B为K2CO3溶液；
取少量D，向其中滴加NaOH溶液有沉淀生成，继续滴加过量的NaOH溶液，若沉淀溶解，则D为Al2（SO4）3溶液，若沉淀不溶解，则D为MgSO4溶液．
用洁净的铂丝蘸取少量B，在酒精灯火焰中灼烧，若焰色呈黄色则B为Na2CO3溶液；若透过蓝色钴玻璃观察焰色呈紫色，则B为K2CO3溶液；
取少量D，向其中滴加NaOH溶液有沉淀生成，继续滴加过量的NaOH溶液，若沉淀溶解，则D为Al2（SO4）3溶液，若沉淀不溶解，则D为MgSO4溶液．
．
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甲醇可作为燃料电池的原料．以CH4和H2O为原料，通过下列反应反应来制备甲醇．
反应I：CH4 （g）+H2O （g）=CO （g）+3H2 （g）△H=+206.0kJ?mol-1
反应II：CO （g）+2H2 （g）=CH3OH （g）△H=-129.0kJ?mol-1
（1）CH3OH （g）和H2（g）反应生成CH4（g）与H2O（g）的热化学方程式为
CH3OH （g）+H2（g）=CH4（g）+H2O（g）△H=-77.0 kJ?mol-1
CH3OH （g）+H2（g）=CH4（g）+H2O（g）△H=-77.0 kJ?mol-1
．
（2）将1.0mol CH4和2.0mol H2O （ g ）通入容积固定为10L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
0.03 mol?L-1?min-1
0.03 mol?L-1?min-1
．
②100℃时反应I的平衡常数为
2.25×10-2
2.25×10-2
．
③可用来判断该反应达到平衡状态的标志有
A D
A D
．（填字母）
A．CO的含量保持不变                  
B．容器中CH4浓度与CO浓度相等
C．容器中混合气体的密度保持不变       
D．3V正（CH4）=V逆（H2）
（3）按照反应II来生成甲醇，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示．下列说法正确的是
C
C

A．温度：T1＞T2＞T3
B．正反应速率：ν（a）＞ν（c）； ν（b）＞ν（d）
C．平衡常数：K（a）＞K（c）； K（b）=K（d）
D．平均摩尔质量：M（a）＜M（c）； M（b）＞M（d）
（4）工业上利用甲醇制备氢气的常用方法之一为：甲醇蒸汽重整法．该法中的一个主要反应为CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g），此反应能自发进行的原因是
该反应是一个熵增的反应
该反应是一个熵增的反应
．
（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+，然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化．实验室用图3装置模拟上述过程：
①写出阳极电极反应式
Co2+-e-=Co3+
Co2+-e-=Co3+
．
②写出除去甲醇的离子方程式
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6 Co2++6H+
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6 Co2++6H+
．
③若3图装置中的电源为甲醇-空气-KOH溶液的燃料电池，则电池负极的电极反应式为：
CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O
CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O
．
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（2012?万安县模拟）能源问题是人类社会面临的重大课题，日本大地震引起的核泄漏事故引起了人们对核能源的恐慌．而甲醇是未来重要的绿色能源之一．以CH4和H2O为原料，通过下列反应来制备甲醇．
①CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.0kJ/mol
②CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=-129.0kJ/mol
（l）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=+77.0KJ/L
CH4（g）+H2O（g）=CH3OH（g）+H2（g）△H=+77.0KJ/L
．
（2）将1.0molCH4和2.0molH2O（g）通过容积为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
0.0024mol/L?min
0.0024mol/L?min
；
②100℃时反应I的平衡常数为
7.2×10-5（mol/L）2
7.2×10-5（mol/L）2
．
（3）在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下，将1.0molCO与2.0molH2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
1
2
，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是
CD
CD
（填字母序号）．
A．c（H2）减小               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．重新平衡时
c(H2)
c(CH3OH)
减小      E．平衡常数K增大
（4）工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种：
①甲醇蒸气重整法．该法中的一个主要反应为CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g），此反应能自发进行的原因是：
反应是熵增加的反应
反应是熵增加的反应
．
②甲醇部分氧化法．在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性（选择性越大，表示生成的该物质越多）影响关系如图2所示．则当n（O2）/n（CH3OH）=0.25时，CH3OH与O2发生的主要反应方程式为
2CH3OH+O2
催化剂
加热
2HCHO+2H2O
2CH3OH+O2
催化剂
加热
2HCHO+2H2O
．
（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+，然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化．实验室用图3装置模拟上述过程：
①写出阳极电极反应式
Co2+-e-=Co3+
Co2+-e-=Co3+
；
②写出除去甲醇的离子方程式
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+；
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+；
．
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（11分）直接排放含二氧化硫、氮氧化物均会危害环境，必须对它们进行处理。

⑴利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。

①用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应：

                                                                    。

②在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反

应的离子方程式是_________                        。             

⑵处理氮氧化物的方法很多，以下列举几种常见方法。

①用过量NaOH溶液吸收NO2气体。所得溶液中除含有NaOH和NaNO2，还含有            

            。

②为避免污染，常给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如下图所示。写出净化过程中的总化学反应方程式：

                                   。

③用氨气可以将其转化为无害气体，发生的 反应为：6NOx+4xNH3=（3+2x）N2+6xH2O。某工厂排出的尾气中NOx的含量为0．56%（体积分数）， 若处理1×104L（标准状况）该尾气需42．5gNH3，则x=              。

 

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（10分）随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中C02的含量及有效地开发利用CO2，引起了各国的普遍重视。

  (1)下列关于C02的用途不正确的是   （填序号）。

  A．二氧化碳能溶于水，可用于生产碳酸型饮料

  B．固体二氧化碳俗称干冰，可用于人工降雨

  C．二氧化碳用于灭火是因为降低了可燃物的着火点

  D．超临界二氧化碳作萃取溶剂用于从天然产物提取和净化活性组分

  E．二氧化碳可以作为气肥，提高农作物的产量

  (2)目前工业上有一种方法是用C02来生产甲醇。为探究其反应原理，现进行如下实验，在体积为1L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：C02(g)+

  3 H2(g) CH30H(g)+H20(g) ΔH=-49.0kJ．m01-1，测得C02和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率：v(H。)=        。

②该反应的平衡常数为                。

(3)以KHC03溶液为电解质，用电解的方法也可以将C02还原为甲醇。请写出电解时阴极的离子方程式：                          

(4)金刚石、石墨烯、线型碳是碳的几种同素异形体。从键的类型分析它们的稳定性由强到弱的顺序为                           

 

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