碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是理想,更是一种值得期待的新的生活方式,请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。

(1)近年来,我国储氢纳米碳管研究取得重大进展,用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒(杂质),这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应化学方程式为:

____C+____K2Cr2O7 +       =___CO2↑+ ____K2SO4 + ____Cr2(SO43+ ____H2O  

请完成并配平上述化学方程式。

其中氧化剂是________________,氧化产物是_________________

(2)甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:

CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)     △H1=-116 kJ·mol1

①已知:     △H2=-283 kJ·mol1

              △H3=-242 kJ·mol1

则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为       

②在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃     

270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。

请回答:

ⅰ)在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是                

ⅱ)利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K=                    

③在某温度下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,5min时达到平衡,各物质的物质的浓度(mol•L1)变化如下表所示:

 

0min

5min

10min

CO

0.1

 

0.05

H2

0.2

 

0.2

CH3OH

0

0.04

0.05

 

若5min~10min只改变了某一条件,所改变的条件是                         ;    且该条件所改变的量是              

 

硫化氢(H2S)是一种有毒的可燃性气体,用H2S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池,其总反应式为2H2S+3O2+4KOH=2K2SO3+4H2O。

(1)该电池工作时正极应通入            

(2)该电池的负极电极反应式为:                                          

(3)该电池工作时负极区溶液的pH         (填“升高”“不变”“降低”)

(4)有人提出K2SO3可被氧化为K2SO4,因此上述电极反应式中的K2SO3应为K2SO4,某学习小组欲将电池工作一段时间后的电解质溶液取出检验,以确定电池工作时反应的产物。实验室有下列试剂供选用,请帮助该小组完成实验方案设计。

0.01mol·L1KMnO4酸性溶液,1mol·L1HNO3,1mol·L1H2SO4,1mol·L1HCl,

0.1mol·L1Ba(OH)2,0.1 mol·L1 BaCl2

 

实验步骤

实验现象及相关结论

取少量电解质溶液于试管中,用pH试纸测其pH。

试纸呈深蓝色,经比对溶液的pH约为14,说明溶液中有残余的KOH。

继续加入           溶液,再加入

            溶液,振荡。

若有白色沉淀产生,则溶液中含有K2SO4

若无白色沉淀产生,则溶液中没有K2SO4

另取少量电解质溶液于试管中,先加

1 mol·L1的H2SO4酸化,再滴入2~3滴0.01 mol·L1KMnO4酸性溶液,振荡。

                                   

                                  

                                   

                                   

 

(5)若电池开始工作时每100mL电解质溶液含KOH56g,取电池工作一段时间后的电解质溶液20.00mL,加入BaCl2溶液至沉淀完全,过滤洗涤沉淀,将沉沉在空气中充分加热至恒重,测得固体质量为11.65g,计算电池工作一段时间后溶液中KOH的物质的量浓度                         。  (结果保留四位有效数字,假设溶液体积保持不变,已知:M(KOH)=56,M(BaSO4)=233,M(BaSO3)=217)

 

 0  68147  68155  68161  68165  68171  68173  68177  68183  68185  68191  68197  68201  68203  68207  68213  68215  68221  68225  68227  68231  68233  68237  68239  68241  68242  68243  68245  68246  68247  68249  68251  68255  68257  68261  68263  68267  68273  68275  68281  68285  68287  68291  68297  68303  68305  68311  68315  68317  68323  68327  68333  68341  203614 

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