甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应Ⅰ: CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ: CO2(g) + 3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2
①下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。
| 温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
由表中数据判断ΔH1 0 (填“>”、“=”或“<”)。
② 某温度下,将2mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)= 0.2 mol/L,则CO的转化率为 ,此时的温度为 (从上表中选择)。
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(l) ΔH1=-1451.6kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 =-566.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,
设计如右图所示的电池装置:
①该电池的能量转化形式为
。
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小。
请写出该电池的负极的电极反应式。
③用该电池电解(惰性电极)500mL某CuSO4溶液,电解一段时间后,为使电解质溶液恢复到原状态,需要向溶液中加入9.8g Cu(OH)2固体。则原CuSO4溶液的物质的量浓度为
mol/L(假设电解前后溶液体积不变)。
在Na+浓度为0.9mol/L的某澄清溶液中,还可能含有下表中的若干种离子:
| 阳离子 | K+、Ag+、Mg2+、Ba2+ |
| 阴离子 | NO3-、CO32-、SiO32-、SO42- |
取该溶液100mL进行如下实验(气体体积在标准状况下测定):
| 序号 | 实验内容 | 实验结果 |
| Ⅰ | 向该溶液中加入足量稀HCl | 产生白色沉淀并放出1.12L气体 |
| Ⅱ | 将Ⅰ的反应混合液过滤,对沉淀洗涤、灼烧至恒重,称量所得固体质量 | 固体质量为3.6g |
| Ⅲ | 在Ⅱ的滤液中滴加BaC12溶液 | 无明显现象 |
试回答下列问题:
(1)实验I能确定一定不存在的离子是 。
(2)实验I中生成沉淀的离子方程式为 。
(3)通过实验I、Ⅱ、Ⅲ和必要计算,填写下表中阴离子的浓度(能计算出的,填写计算结果,一定不存在的离子填“0”,不能确定是否存在的离子填“?”)
| 阴离子 | NO3- | CO32- | SiO32- | SO42- |
| c/mol·L-1 |
(4)判断K+是否存在,若存在求其最小浓度,若不存在说明理由
。