【题目】某学习小组学习了亚铁盐的性质后,欲探究FeSO4溶液分别与Na2CO3溶液、NaHCO3溶液的反应。已知:Fe(OH)2和FeCO3均为白色沉淀,不存在Fe(HCO3)2。实验操作及现象记录如下:
实验 | 试剂 | 操作及现象 | ||
试管(I) | 试管(II) | |||
(试管容积为50 mL) | 实验a | 1.0 mol·L-1 FeSO4溶液 24 mL | 1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液24mL | 倾倒完后,迅速用胶塞塞紧试管I的口部,反复上下颠倒摇匀,使反应物充分混合 反应过程中无气泡产生,生成白色絮状沉淀 放置1.5~2 h后,白色絮状沉淀转化为白色颗粒状沉淀 |
实验b | 1.0 mol·L-1 FeSO4溶液 10 mL | 1.0 mol·L-1 NaHCO3溶液 20 mL | 倾倒完后,迅速产生白色颗粒状沉淀和大量气泡。振荡,经2~4 min后液面上方试管内壁粘附的白色颗粒状沉淀物变成红褐色 | |
(1)甲同学认为实验a中白色颗粒状沉淀是FeCO3,写出该反应的离子方程式:________;他为了证实自己的观点,进行实验:取少量白色颗粒状沉淀,加入________,发现产生大量气泡。
(2)乙同学推测实验a的白色颗粒状沉淀中还可能含有Fe(OH)2,他将实验a中两种溶液体积均改成15 mL后再进行实验,证实了他的推测。能证明Fe(OH)2存在的实验现象是_________。
(3)实验b中白色颗粒状沉淀主要成分也为FeCO3,写出生成FeCO3的离子方程式:________。
(4)实验b中液面上方试管内壁粘附的白色颗粒状沉淀物变成红褐色,主要原因是潮湿的FeCO3被氧气氧化,写出该反应的化学方程式:__________。
(5)乙同学反思,实验a中含有Fe(OH)2,实验b中几乎不含有Fe(OH)2,对比分析出现差异的原因是_________。
【题目】将甘油(C3H8O3)转化成高附加值产品是当前热点研究方向,如甘油和水蒸气、氧气经催化重整或部分催化氧化可制得氢气,反应主要过程如下:
甘油水蒸气重整 (SPG) | C3H8O3(1)+3H2O(g) | 反应I |
甘油部分氧化 (POG) | C3H8O3(1)+ | 反应II |
甘油氧化水蒸气 重整(OSRG) | C3H8O3(1)+ | 反应III |
(1)下列说法正确的是________(填字母序号)。
a. 消耗等量的甘油,反应I的产氢率最高
b. 消耗等量的甘油,反应Ⅱ的放热最显著
c. 经过计算得到反应Ⅲ的 △H3=-237.5 kJ·mol-1
d. 理论上,通过调控甘油、水蒸气、氧气的用量比例可以实现自热重整反应,即焓变约为0,这体现了科研工作者对吸热反应和放热反应的联合应用
(2)研究人员经过反复试验,实际生产中将反应Ⅲ设定在较高温度(600~700℃)进行,选择该温度范围的原因有:催化剂活性和选择性高、__________。
(3)研究人员发现,反应I的副产物很多,主要含有:CH4、C2H4、CO、CO2、CH3CHO,CH3COOH等,为了显著提高氢气的产率,采取以下两个措施。
①首要抑制产生甲烷的副反应。从原子利用率角度分析其原因:___________。
②用CaO吸附增强制氢。如图1所示,请解释加入CaO的原因:__________。
![]()
(4)制备高效的催化剂是这种制氢方法能大规模应用于工业的重要因素。通常将Ni分散在高比表面的载体(SiC、Al2O3、CeO2)上以提高催化效率。分别用三种催化剂进行实验,持续通入原料气,在一段时间内多次取样,绘制甘油转化率与时间的关系如图2所示。
①结合图2分析Ni/SiC催化剂具有的优点是_________。
②研究发现造成催化效率随时间下降的主要原因是副反应产生的大量碳粉(积碳)包裹催化剂,通过加入微量的、可循环利用的氧化镧(La2O3)可有效减少积碳。其反应机理包括两步:
第一步为:La2O3+CO2
La2O/span>2CO3
第二步为:__________(写出化学反应方程式)。