研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义.
(1)已知石墨的标准燃烧热为y kJ?mol-1,1.2g石墨在1.68L(标准状况)氧气中燃烧,至反应物耗尽,放出x kJ热量.则石墨与氧气反应生成CO的热化学方程式为
C(s)+
1
2
O2(g)=CO(g)△H=-
(x-0.04y)
0.06
kJ?mol-1
C(s)+
1
2
O2(g)=CO(g)△H=-
(x-0.04y)
0.06
kJ?mol-1

(2)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯MgO.
①750℃时,测得气体中含等物质的量SO2和SO3,此时反应的化学方程式是
CO+2MgSO4
  △  
.
 
2MgO+CO2+SO2+SO3
CO+2MgSO4
  △  
.
 
2MgO+CO2+SO2+SO3

②由MgO可制成“镁-次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如图1,该电池反应的离子方程式为
Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2
Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2


(3)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H
①该反应的平衡常数表达式为K=
C(CH3OH)C(H2O)
C(CO2)C3(H2)
C(CH3OH)C(H2O)
C(CO2)C3(H2)

②取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示,则上述CO2转化为甲醇反应的
△H
(填“>”“<”或“=”)0.
③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示,曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K
K(填“>”“<”或“=”).
④一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式投入反应物,一段时间后达到平衡.
容  器
反应物
投入量
1molCO2
3molH2
a molCO2、b molH2
c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持反应逆向进行,则c的取值范围为
0.4<n(c)≤1mol
0.4<n(c)≤1mol

某自来水中含有Ca2、Mg2、Na、K、Cl,长期烧煮上述自来水会在锅炉内形成水垢。锅炉水垢不仅耗费燃料,而且有烧坏锅炉、引起爆炸的危险,因此要定期清除锅炉水垢。已知部分物质20 ℃时的溶解度数据为

物质

Mg(OH)2

CaCO3

MgCO3

Ca(OH)2

CaSO4

MgSO4

溶解度

g/100 g

H2O

9.0×104

1.5×103

1.0×102

1.7×101

2.1×101

26.7

(1)请用化学方程式表示锅炉中的水垢含有Mg(OH)2的原因:

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)锅炉中的水垢所含有的CaSO4不能直接用酸除去,需要加入试剂X,使其转化为易溶于盐酸的物质Y而除去。试剂X是____________。(填序号)

A.NaOH  B.NaHCO3

C.Na2CO3  D.NaCl

CaSO4能转化为物质Y的原因是(用文字叙述)_______________________________________

________________________________________________________________________。

(3)除含CaSO4、Mg(OH)2外,锅炉水垢中还可能含有的物质是(写化学式)_________________ _______________________________________________________。

(4)若所用自来水的硬度为33.6度(计算硬度是将Ca2、Mg2都看成Ca2,并将其折算成相当于CaO的质量,通常1 L水中含有10 mg CaO称为1度)。1 t这样的水中相当于含CaO的物质的量为__________(水的密度为1 g/cm3)。

(5)水中的Ca2、Mg2可以用一定浓度的M溶液进行测定,M与Ca2、Mg2都以等物质的量进行反应。现取含Ca2浓度为0.40 g/L的自来水样10 mL至锥形瓶中进行滴定,达到滴定终点时,用去了浓度为0.01 mol/L的M溶液20.00 mL,则该自来水样中Mg2的物质的量浓度是____________。

 

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