(20分)聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂,其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭 土,化学组成为:Al2O3(25%~34%)、SiO2(40%~50%)、Fe2O3(0.5%~3.0%)以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构,化学性质也有差异,且一定条件下可相互转化;高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下:

已知:Fe3、Al3以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2。

根据流程图回答下列问题:

(1)“煅烧”的目的是_______________________________________________。

(2)“浸出”过程中发生反应的离子方程式为_______________________________。

(3)“浸出”选用的酸为_______。配制质量分数15%的A酸需要200mL30%的A酸(密度约为1.15g/cm3)和_______g蒸馏水,配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、______________。

(4)为提高铝的浸出率,可采取的措施有                     _______________(要求写出三条)。

(5)“调节溶液pH在4.2~4.5”的过程中,除添加必要的试剂,还需借助的实验用品是_________________;“蒸发浓缩”需保持温度在90~100℃,控制温度的实验方法是___________                  ______。

(6)实验中制备碱式氯化铝反应的化学方程式为_________________

 

(12分)对碳及其氧化物的化学热力学、动力学研究有助于人类充分利用化石燃料,消除碳氧化物对环境的负面影响。请回答下列问题:

(1) 25℃时,石墨和CO的燃烧热分别为:393.5kJ/mol、283.0kJ/mol。请写出石墨不完全燃烧时的热化学方程式                              ;

(2)25℃时,反应2CO2 (g)2CO(g)+O2(g)的平衡常数K=2.96×1092。在一个体积可变的密闭容器(起始时的容器体积为1L)中充入一定量的CO2、CO、O2混合气体,要使容器中的反应开始时向CO2分解的方向移动,则起始时充入的三种气体的物质的量应满足的关系是                 。当该反应在25℃时达到平衡后,其它条件不变时,升高温度或增加容器的压强,均能使该平衡发生移动,请在下列坐标中作出该反应的平衡常数K随温度(T)、压强(P)变化而变化的示意图:

(3) 1 600℃时,反应2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)的平衡常数K=1×108。经测定,汽车尾气中CO和CO2气体的浓度分别为4.0×105mol/L和4.0×104mol/L。若在汽车的排气管上增加一个1 600℃的补燃器并不断补充O2使其浓度始终保持为4.0×104mol/L。则CO的补燃转化率为        

(4) 以CO和O2为电极燃料,以熔融K2CO3为电解质组成燃料电池,请写出该电池的负极反应方程式                                        

 

(10分)据报道:美国海军科学家拟提取海水中溶解的二氧化碳,利用类似FT合成的方法生产短链不饱和烃,以作为汽油的替代品。研究发现,如果使用铁作催化剂,二氧化碳与氢气反应产生30%的甲烷,其余的短链烃可以被用来提炼燃料。

(1)为延缓全球温室效应,二氧化碳捕获和封存技术(CCS)是当今化学的前沿技术,下列通过化学反应捕获二氧化碳的反应,其原子利用率达100%的是                   

(a)CO2 +CaO CaCO3      (b)K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3

(c)2Mg+CO22MgO+C   

(d)

(2)用二氧化碳合成烃,需要提供辅助原料氢气,下列制取氢气的方法可行且二氧化碳零排放的是      

(a)用太阳能光解海水制氢            (b)利用天然气与水高温催化制氢

(c)利用活泼金属与海水反应制氢 (d)利用核反应堆多余的电能电解海水制氢

(3)所谓FT合成,就是CO在金属催化剂上催化氢化反应,生成以直链烷烃和烯烃为主的混合物的过程。CO2与H2合成汽油(平均组成设为C8H18)反应的化学方程式为:                                             

(4)某文献报道:在300℃、30MPa,以Fe、CoCl2作催化剂条件下,CO2和H2反应生成丁烷和戊烷。

①假定在一实验容器中充入一定量的CO2和H2,加入催化剂,若CO2和H2转化率均为100%,产物只有丁烷和戊烷, n(H2)/n(CO2)=a,a取值范围为:                           

②据问题①,今有标准状况下的CO2448L, n(丁烷)/n(戊烷) =x,消耗H2的物质的量为y,则y=                      (用x表示)。

 

 0  74225  74233  74239  74243  74249  74251  74255  74261  74263  74269  74275  74279  74281  74285  74291  74293  74299  74303  74305  74309  74311  74315  74317  74319  74320  74321  74323  74324  74325  74327  74329  74333  74335  74339  74341  74345  74351  74353  74359  74363  74365  74369  74375  74381  74383  74389  74393  74395  74401  74405  74411  74419  203614 

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