CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。

(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,发生如下反应:CO2 (g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表:

物质

CH4

CO2

CO

H2

体积分数

0.1

0.1

0.4

0.4

①此温度下该反应的平衡常数K=__________

②已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=890.3 kJ·mol-1

CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g) △H=+2.8 kJ·mol-1

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=566.0 kJ·mol-1

反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) 的△H=________________

(2)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。

①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如右图所示。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是_____________________

②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是________________________

③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为___________________________

(3)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。①如果寻找吸收CO2的其他物质,下列建议合理的是______

a.可在碱性氧化物中寻找

b.可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找

c.可在具有强氧化性的物质中寻找

②Li2O吸收CO2后,产物用于合成Li4SiO4,Li4SiO4用于吸收、释放CO2。原理是:在500℃,CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3;平衡后加热至700℃,反应逆向进行,放出CO2,Li4SiO4再生,说明该原理的化学方程式是___________________________

(4)利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。

反应A:

高温电解技术能高效实现(3)中反应A,工作原理示意图如下:

CO2在电极a放电的反应式是_____________________________________________


二氧化锰可用作干电池去极剂,合成工业的催化剂和氧化剂,玻璃工业和搪瓷工业的着色剂、消色剂、脱铁剂等。

Ⅰ(1)锌—锰碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。电池的总反应式为Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)===Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)。

电池的正极反应式为________________________________

Ⅱ某化学研究性学习小组拟从废旧干电池中回收二氧化锰制取碳酸锰。

①将干电池剖切、分选得到黑色混合物(主要成分为MnO2)洗涤、过滤、烘干。

②将上述固体按固液体积比2:9加入浓盐酸、加热,反应完全后过滤、浓缩。

③向上述溶液中加入Na2CO3溶液,边加边搅拌,再过滤即可得到碳酸锰。

(2)在第②步中,将上述固体与浓盐酸混合的目的是________________________________

(3)有人认为,将第③步中的Na2CO3溶液换成NH4HCO3溶液,也能达到上述目的,但同时有气体生成。请写出加入NH4HCO3溶液时发生的离子反应方程式:                

_______________________________________

Ⅲ 湿法炼锰即电解硫酸锰溶液法。电解锰的生产过程分为化合浸取、氧化净化及沉淀除杂、产品回收。其生产工艺流程如下:

已知:①菱锰矿中主要成份是碳酸锰,主要杂质是Fe2+、Co2+、Ni2+。

②生成氢氧化物的pH如下表:(若某离子浓度小于等于10-5mol/L,则认为完全沉淀)

物质

Fe(OH)2

Ni(OH)2

Co(OH)2

Mn(OH)2

开始沉淀pH

7.5

7.7

7.6

8.3

完全沉淀pH

9.7

8.4

8.2

9.8

③有关难溶氢氧化物和硫化物pKsp数据(pKsp=-lgKsp):

难溶物质

Fe(OH)3

Ni(OH)2

Co(OH)2

NiS

CoS

pKsp

38.55

15.26

14.7

18.49

20.40

(4)菱锰矿粉与硫酸反应的化学方程式是________________________________。

(5)使用氨水的目的是调节pH值在________之间(填pH范围,精确到小数点后1位数字)。

在“浸出液”中加入(NH4)2S(硫化铵)的目的是_________________________________

(6)电解槽中使用的是惰性电极板,电解反应方程式为_________________________


实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯。有关物质的相关数据如下表。 

化合物

相对分子质量

密度/g·cm-3

沸点/℃

溶解度/100g水

正丁醇

74

0. 80

118.0

9

冰醋酸

60

1.045

118.1

互溶

乙酸正丁酯

116

0.882

126.1

0.7

(一)乙酸正丁酯的制备

①在干燥的50mL圆底烧瓶中,加入13.5mL正丁醇和7.2mL冰醋酸,再加入3~4滴浓硫酸,摇匀,投入1~2粒沸石。然后安装分水器(作用:实验过程中不断分离除去反应生成的水)、温度计及回流冷凝管,加热冷凝回流反应

(二)产品的精制

②将分水器分出的酯层和反应液一起倒入分液漏斗中,用10 mL的水洗涤。有机层继续用10 mL10%Na2CO3洗涤至中性,再用10 mL 的水洗涤,最后将有机层转移至锥形瓶中,再用无水硫酸镁干燥。

③将干燥后的乙酸正丁酯滤入50 mL 烧瓶中,常压蒸馏,收集125~127 ℃的馏分,得11.6 g乙酸正丁酯

请回答有关问题。

(1)冷水应该从冷凝管 ___________(填a或b)管口通入。

(2)步骤①中不断从分水器下部分出生成的水的目的是_________________________

步骤①中判断反应终点的依据是_____________________________________。

(3)产品的精制过程步骤②中,第一次水洗的目的是_____________________________,用饱和Na2CO3溶液洗涤有机层,该步操作的目的是_________________________________。

(4)下列关于分液漏斗的使用叙述正确的是____

A.分液漏斗使用前必须要检漏,只要分液漏斗的旋塞芯处不漏水即可使用

B.装液时,分液漏斗中液体的总体积不得超过其容积的2/3

C.萃取振荡操作应如右图所示

D.放出液体时,需将玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔

(5)步骤③的常压蒸馏,需收集126℃的馏分,沸点大于140℃的有机化合物的蒸馏,一般不用上述冷凝管而用空气冷凝管,可能原因是_________________________

(6)该实验过程中,生成乙酸正丁酯(式量116)的产率是__________

 0  142224  142232  142238  142242  142248  142250  142254  142260  142262  142268  142274  142278  142280  142284  142290  142292  142298  142302  142304  142308  142310  142314  142316  142318  142319  142320  142322  142323  142324  142326  142328  142332  142334  142338  142340  142344  142350  142352  142358  142362  142364  142368  142374  142380  142382  142388  142392  142394  142400  142404  142410  142418  203614 

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