(13分)“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式:
___ C+ ___ KMnO4+ H2SO4 = ____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),得到如下二组数据:
|
实验组 |
温度℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
|
CO |
H2O |
H2 |
CO |
|||
|
1 |
650 |
4 |
2 |
1.6 |
2.4 |
6 |
|
2 |
900 |
2 |
1 |
0.4 |
1.6 |
3 |
①实验1中以v (CO2) 表示的反应速率为 (保留小数点后二位数,下同)。
②实验2条件下平衡常数K=_________,该反应为 (填“吸”或“放”)热反应。
(3)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH = -1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH = -566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式:
。
⑷某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如右图所示的电池装置。
![]()
①该电池负极的电极反应为: 。
②该电池工作时,溶液中的OH-向______极移动。
【化学——化学与技术】(15分)硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。
(1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂,你认为厂址宜选在
的郊区(填选项的标号)
A.有丰富黄铁矿资源的城市 B.风光秀丽的旅游城市
C.消耗硫酸较多的工业城市 D.人口稠密的文化、商业中心城市
(2)据测算,接触法制硫酸过程中,若反应热都未被利用,则每生产1t 98%硫酸需消耗3.6×105kJ能量。若反应:SO2(g)+1/2O2(g)=SO3(g) △H=-98.3kJ·mol-1;放出的热量能在生产过程中得到充分利用, 请通过计算判断每生产1t98%硫酸只需外界提供(或可向外界输出) 千焦能量;
(3)CuFeS2是黄铁矿的另一成分,煅烧时,CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2,该反应的化学方程式为 。
(4)由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO与SO3在沸腾炉中化合而成),其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化(见下表)
|
沸腾炉温度/℃ |
600 |
620 |
640 |
660 |
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矿渣中CuSO4的质量分数/% |
9.3 |
9.2 |
9.0 |
8.4 |
已知CuSO4在低于660℃时不会分解,请简要分析上表中CuSO4的质量分数随温度升高而降低的原因 。