(16分)甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应Ⅰ: CO(g) +
2H2(g)
CH3OH(g)
ΔH1
反应Ⅱ: CO2(g) + 3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g)
ΔH2
①反应Ⅱ的平衡常数表达式是 。
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。
|
温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
|
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
W$w#w..c.o*m由表中数据判断ΔH1 0 (填“>”、“=”或“<”)。
③某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)= 0.2 mol/L,则CO的转化率为 。
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH1 = -1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 = -566.0 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l) ΔH3 = -44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式: 。
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置。该电池正极的电极反应为 。
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(16分)CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2·6H2O的一种新工艺流程如下图:
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已知:①钴与盐酸反应的化学方程式为:Co+2HCl=CoCl2+H2↑
②CoCl2·6H2O熔点86℃,易溶于水、乙醚等;常温下稳定无毒,加热至110~120℃时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
|
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Co(OH)2 |
Al(OH)3 |
|
开始沉淀 |
2.3 |
7.5 |
7.6 |
3.4 |
|
完全沉淀 |
4.1 |
9.7 |
9.2 |
5.2 |
请回答下列问题:
(1)加入过氧化氢的作用是(用离子方程式表示) 。
(2)加入碳酸钠调节pH至a得到的滤渣可部分溶于氢氧化钠溶液, a的范围是 。
(3)操作Ⅰ包含3个基本实验操作,它们是 。
(4)制得的CoCl2·6H2O需减压烘干的原因是 。