【题目】除去水蒸气后的水煤气主要含H2、CO、CO2及少量的H2S、CH4,继续除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气。
(1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g),此反应是吸热反应。
① 此反应的化学平衡常数表达式为________;
② 下列能增大碳的转化率的措施是________ 。
A.加入C(s) B.加入H2O(g) C.升高温度 D.增大压强
(2)将CH4转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为:CH4(g) +3/2O2(g)
CO(g) + 2H2O(g) △H=-519kJ/mol。工业上要选择合适的催化剂,分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)
①X在750℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
②Y在600℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③Z在440℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是_______(填“X”或“Y”或“Z”),选择的理由是_______。
(3)合成气合成甲醇的主要反应是:2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g)△H=-90.8kJ·mol-1 T℃时,此反应的平衡常数为160,此温度下,在密闭容器中开始只加入CO、H2,反应10min后测得各组分的浓度如下:
物质 | H2 | CO | CH3OH |
浓度/(mol·L-1) | 0.2 | 0.1 | 0.4 |
① 该时间段内反应速率v(H2)=______ mol·L-1·min-1。
② 此时,正、逆反应速率的大小:v正______v逆(填“>”、“<”或“=”)
(4)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是____________。
(5)甲醇可制成新型燃料电池,总反应为:2CH3OH+3O2 + 4KOH=2K2CO3+6H2O该电池负极的电极反应式为______。
【题目】活性氧化锌是一种多功能性的新型无机材料。某小组以粗氧化锌(含铁、铜的氧化物)为原料模拟工业生产活性氧化锌,步骤如下:
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已知各相关氢氧化物沉淀pH范围如下表所示:
Zn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | |
开始沉淀pH | 5.4 | 7.0 | 2.3 | 4.7 |
完全沉淀pH | 8.0 | 9.0 | 4.1 | 6.7 |
完成下列填空:
(1)步骤I中所需25%稀硫酸可用98%浓硫酸(密度为1.84g/mL)配制,所需的仪器除玻璃棒、烧杯、量筒外,还需要______(选填编号)
A.天平 B.滴定管 C.容量瓶 D.胶头滴管
(2)步骤II中加入H2O2溶液的作用是____________(用离子方程式表示);
(3)用ZnO调节pH,以除去含铁杂质,调节pH的适宜范围是_______________________。
(4)步骤III中加入Zn粉的作用是:①__________________;②进一步调节溶液pH。
(5)碱式碳酸锌[Zn2(OH)2 CO3]煅烧的化学方程式为____________。
(6)用如下方法测定所得活性氧化锌的纯度(假设杂质不参与反应):
①取1.000g活性氧化锌,用15.00mL 1.000mol·L-1硫酸溶液完全溶解,滴入几滴甲基橙。②用浓度为0.5000mol·L-1的标准氢氧化钠溶液滴定剩余硫酸,到达终点时消耗氢氧化钠溶液12.00mL。判断滴定终点的依据是_________;所得活性氧化锌的纯度为_________。