(10分)研究碳及其化合物的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。某学习小组查阅资料并进行相关探究,请帮忙完成以下探究。
(1)pC类似于pH,是指极稀溶液中的溶质浓度的常用对数的负值。如某溶液中某溶质的浓度为1×10-3 mol/L,则该溶液中该溶质的pC=-lg(1×10-3)=3。如图为25℃时H2CO3溶液的pC-pH图。请回答下列问题:(若离子浓度小于10-5mol/L,可认为该离子不存在)
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①在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-________(填“能”或“不能”)大量共存。
②H2CO3一级电离平衡常数的数值Ka1
。
③人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系(H2CO3/HCO3-)可以抵消少量酸或碱,维持pH
7.4。当过量的酸进入血液中时,血液缓冲体系中的c(H+)/c(H2CO3)最终将 。
A.变大 B.变小 C.基本不变 D.无法判断
(2)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如图,
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该电池反应的离子方程式为 。
(3)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为: CO2(g) +3H2(g)
CH3OH(g) +H2O(g) △H
;
①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图
所示,则上述CO2转化为甲醇反应热ΔH 0(填“>” “<”或“=”)。
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②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式投入反应物,一段时间后达到平衡。
|
容 器 |
甲 |
乙 |
|
反应物 投入量 |
1molCO2 3molH2 |
a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g) |
若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,要使平衡后乙与甲中各物质浓度相同,且起始时维持反应逆向进行,则c的取值范围为 。
(14分)室温下,将一定浓度的Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到了蓝色沉淀。为了确定该沉淀的组成,某研究性学习小组进行了以下实验和研究。
(一)【提出假说】
假设一:两者反应只生成CuCO3沉淀;
假设二:两者反应只生成Cu(OH)2沉淀;
假设三: 。
(二)【理论探究】
假设二中只生成Cu(OH)2的原因是 (用一个离子方程式表示)。
查阅资料:CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水;
(三)【实验探究】
步骤一:将CuSO4溶液加入到等浓度等体积的Na2CO3溶液中并搅拌,有蓝色沉淀生成。
步骤二:将沉淀从溶液中分离出来。
步骤三:利用下图所示装置,选择必要的试剂,定性探究生成物的成分。
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(1)各装置连接顺序为 。
(2)装置C中装有试剂的名称是 。
(3)能证明生成物中有CuCO3的实验现象是 。
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步骤四: 步骤三:利用下图所示装置,进行定量分析:
(4)①A装置中玻璃仪器的名称是 。
②实验开始时和实验结束时都要通入过量的空气其作用分别是
和 。
数据记录:
|
|
B装置中样品的质量(g) |
C装置的质量(g) |
D装置的质量(g) |
|
实验前 |
33.3 |
262.1 |
223.8 |
|
试验后 |
24 |
264.8 |
230.4 |
(四)【实验结论】
利用上述数据初步判断该沉淀的成分是CuCO3和Cu(OH)2,若所得沉淀是纯净物而不是混合物,通过计算写出该物质的化学式 。