(16分)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)我国储氢纳米碳管研究已取得重大进展。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,其反应的化学方程式为:

___C + ___K2Cr2O7 + _______= ___ CO2↑ + ___K2SO4 + ___Cr2(SO4)3 +___H2O

请完成并配平上述化学方程式。

(2)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·mol-1

①下列措施中有利于增大该反应的反应速率的是____________。

A.使用高效催化剂            B.降低反应温度

C.增大体系压强              D.不断将CH3OH从反应混合物中分离出来

②在恒容容器中合成甲醇,当温度分别为230℃、250℃和270℃时,CO的转化率与n(H2)/n(CO)的起始组成比的关系如右图所示。已知容器体积1L,起始时CO的物质的量均为1mol。据此判断在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是__________;利用图中a点对应的数据,计算该反应在对应温度下的平衡常数K =_______________________。

③已知: △H2=-283 kJ·mol-1

 △H3=-242 kJ·mol-1

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

(3)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其溶度积常数Ksp=

c(Ca2+)·c(CO32—)=2.8×109。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为5.6×10 -5 mol/L ,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为________________________。

 

(16分)某研究小组取足量形状、质量均相同的铝片,分别与浓度均为6 mol•L1的等体积的盐酸、氢氧化钠溶液充分反应后,取出剩余的铝片洗净、干燥、称量。

(1)上述反应剩余铝片的质量,前者________后者(填“大于”或“小于”或“等于”)。

(2)观察铝片与盐酸反应后的溶液较浑浊,且试管底部有少量黑色固体。

查资料已知:

①铝与盐酸反应,因反应过快而变成粉末分散到溶液中,形成黑色固体

②电解法冶炼铝所用的原料氧化铝是从铝土矿中提取的,氧化铝中往往还含有微量的氧化铁和二氧化硅杂质。写出在电解池中生成的铝与杂质二氧化硅反应的化学方程式: ________。

(3)为探究(2)中黑色固体的成分,提出合理假设。

假设1:黑色固体是Al和Fe

假设2:黑色固体是Al和Si

假设3:黑色固体是Al和_______________

(4)设计实验方案,基于假设3进行实验,验证黑色固体含有Al之外的其它成分。

限选实验试剂:蒸馏水、6mol·L-1H2SO4溶液、6mol·L-1NaOH溶液、6mol·L-1氨水、0.01mol·L-1KMnO4溶液、新制氯水、20%KSCN溶液。

实验步骤

预期实验现象和结论

步骤1:将反应所得浊液过滤、洗涤,取少量固体于试管中,加入足量的6mol·L-1  H2SO4溶液,充分振荡,静置。

___________________________________,

证明黑色固体含有Si

步骤2:

 

 

 

(5)已知硅与NaOH溶液反应与铝相似。取m1g黑色固体加足量NaOH溶液充分溶解,

滤去不溶物(不考虑可溶物的损失),配成250mL溶液,取出25.00mL溶液,按下列操作进行实验:

在上述操作中,需要用到的玻璃定量仪器有________________________________;

计算黑色固体中Al的质量分数为__________________(相对原子质量:Al-27  Fe-56  H-1  O-16)。

 

 0  71684  71692  71698  71702  71708  71710  71714  71720  71722  71728  71734  71738  71740  71744  71750  71752  71758  71762  71764  71768  71770  71774  71776  71778  71779  71780  71782  71783  71784  71786  71788  71792  71794  71798  71800  71804  71810  71812  71818  71822  71824  71828  71834  71840  71842  71848  71852  71854  71860  71864  71870  71878  203614 

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