某项目小组为解决新型燃料电池的氢源,开展了柴油自热重整制氢项目研究.他们将柴油模拟成C10H21,并用3个独立反应描述柴油自热重整制氢反应过程:
(i)2C10H21(g)+20H2O(g)═20CO(g)+41H2(g)△H=+500kJ?moL-1
(ii)2C10H2l(g)+10O2(g)═20CO(g)+21H2(g)△H=-200kJ?moL-1
(iii)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=+50kJ?moL-1
请你参与项目小组的研究,并回答下列问题.
(1)热化学研究
①若要使该反应体系中的(i)和(ii)两反应热量达到平衡,反应时加入的柴油、水和氧气的物质的量比为
 

②若起始时,柴油、水和氧气的物质的量比为2:30:5,反应产物只有二氧化碳和氢气,则上述反应的总反应的热化学方程式为
 

(2)热力学研究
一定温度下,反应(iii)的平衡常数为1.若在该温度下,密闭容器中CO、H2O、CO2和H2的起始浓度分别为1mol?L-1、4mol?L-1、3mol?L-1、2mol?L-1,则反应开始时,此反应将向
 
(填“正”或“逆”)反应方向移动,以达到平衡状态.
(3)反应条件的实验研究
①为寻找上述反应的催化剂合适温度,进行了如下研究:将同物质的量比的柴油、水、氧气分别等量通人催化剂中,测得催化剂床层人口温度与反应生成混合气中氢气的体积分数的关系如图1.据此选择该反应较适宜的温度应为
 
,理由是
 

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②实验中,项目小组得到如图2的实验结果,图中氧碳摩尔比是指通人的氧气中氧元素和柴油中碳元素的物质的量比.则此实验的目的是
 

③为比较图3和图4两种反应器的制氢效益,请设计一个实验方案(要求简单叙述实验方法和所需测定的数据).答:
 

实验室用铜制取硫酸铜,将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。

(1)为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为:_        ;为了吸收该反应中产生的尾气,应选择下列装置(填字母)。

(2)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组设计了如下两种方案:

方案1:以空气为氧化剂。将铜粉在仪器B中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应。

方案2:将空气或氧气直接通人到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜。反应完全后,加物质甲调节pH,铁元素全部沉淀(一般认为铁离子的浓度下降到10-5mol·L-1,就认为沉淀完全),然后过滤、浓缩、结晶。

已知:Ksp(Cu(OH)2]=10-22, Ksp[Fe(OH)2]=10-16,Ksp[Fe(OH)3]=10-38

请回答下列问题:

①方案1中的B仪器名称是_。

②为了使铁元素全部沉淀,应调节pH至少为_。

③方案2中甲物质可选用的是_。

A. CaO     B. NaOH    C. CuCO3       D. Cu2(OH)2CO3     E. Fe2(SO4)3

④反应中加人少量FeSO4可加速铜的氧化,用离子方程式解释其原因                   

                                                                

 

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