“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:(将配平后的系数填在横线上)
__ C+ __ KMnO4+ ___ H2SO4→___CO2↑+ ___MnSO4 + ___K2SO4+ ___H2
当反应中有2.408×1024个电子发生转移时,还原剂的质量为              
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下两组数据:

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
x
2.0
1.6
2.4
6
2
900
2.0
1.0
0.4
1.6
3
 
①实验1中以v(CO2)表示的反应速率为            (要求2位有效数字,下同);实验2达到平衡时CO的体积分数为             
②若反应的平衡常数大,处理CO的效率高,则增大该反应平衡常数的措施有         
③900℃时,该密闭容器中,加入4 molCO,3 mol H2O ,4mol CO2和2.4mol H2,比较此时正、逆反应速率的大小:v ______ v (填“>”、“<”或“=”)。
④一定条件下上述反应在某体积固定的密闭容器中进行,能说明该反应已经达到平衡状态的有    。 
A.容器中气体的平均分子量不随时间而变化   
B.消耗1molH2的同时消耗1molCO
C.容器中气体的密度不随时间而变化         
D.CO2的体积分数不随时间而变化     
(3)汽车尾气的排放对空气造成污染。目前采用的是在汽车排气装置中安装一个净化器,可以有效将尾气中的有害气体转化。如:
①CO (g)+NO2(g) =CO2(g) + NO (g)  ΔH =-a kJ/mol   (a>0)
②  2CO (g)+2NO(g) =2CO2(g) )+ N2 (g)  ΔH =-b kJ/mol  (b>0)
若用标准状况下3.36LCO还原NO2至N2(CO完全反应)时放出的热量为         kJ(用含a和b的代数式表示,下同);并写出该反应的热化学方程式                                

臭氧可用于净化空气、饮用水的消毒、处理工业废物和作氧化剂.
(1)臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如:6Ag(s)+O3(g)=3Ag2O(s) ΔH=-235.8kJ/mol.已知2Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g) ΔH=+62.2kJ/mol,则常温下反应: 2O3(g)=3O2(g)的ΔH=                      .
(2)科学家P.Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。臭氧在阳极周围的水中产生,电极反应式为3H2O-6e-=O3↑+6H+,阴极附近溶解在水中的氧气生成过氧化氢,其电极反应式为                    
(3)O3在碱性条件下可将Na2SO4氧化成Na2S2O8。写出该反应的化学方程式为:                        
           
(4)所得的Na2S2O8溶液可降解有机污染物4-CP。原因是Na2S2O8溶液在一定条件下可产生强氧化性自由基(SO4-·)。通过测定4-CP降解率可判断Na2S2O8溶液产生SO4-·的量。某研究小组设计实验探究了溶液酸碱性、Fe2+的浓度对产生SO4-·的影响。
①溶液酸碱性的影响:其他条件相同,将4-CP加入到不同pH的Na2S2O8溶液中,结果如图a所示。由此可知:溶液酸性增强,                (填 “有利于”或“不利于”)Na2S2O8产生SO4-·。
②Fe2+浓度的影响:相同条件下,将不同浓度的FeSO4溶液分别加入c(4-CP)=1.56×10-4 mol·L-1、c(Na2S2O8)=3.12×10-3 mol·L-1的混合溶液中。反应240 min后测得实验结果如图b所示。已知 S2O82­- + Fe2+= SO4-·+ SO42- + Fe3+。则由图示可知下列说法正确的是:_________________(填序号)

A.反应开始一段时间内, 4-CP降解率随Fe2+浓度的增大而增大,其原因是Fe2+能使Na2S2O8产生更多的SO4-·。
B.Fe2+是4-CP降解反应的催化剂
C.当c(Fe2+)过大时,4-CP降解率反而下降,原因可能是Fe2+会与SO4.发生反应,消耗部分SO4.。
D.4-CP降解率反而下降,原因可能是生成的Fe3+水解使溶液的酸性增强,不利于降解反应的进行。
③当c(Fe2+)=3.2 ×10-3 mol·L-1时,4-CP降解的平均反应速率的计算表达式为               

研究碳及其化合物的综合利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。请运用相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)近年来,我国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
①完成并配平上述化学方程式。
②在上述方程式上用单线桥标出该反应电子转移的方向与数目。
(2)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时,测得气体中含等物质的量SO2和SO3,此时反应的化学方程式是                  
②由MgO可制成“镁-次氯酸盐”电池,其装置示意图如图1,该电池反应的离子方程式为          
         
图1                 图2                 图3
(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该反应的平衡常数表达式为K=                
②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2所示,则上述CO2转化为甲醇反应的△H      0(填“>”“<”或“=”)。
③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示,曲线I、II对应的平衡常数大小关系为K     KII(填“>” “<”或“=”)。

欧盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暖,使得对如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。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)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:

(2)焦炭可用于制取水煤气。测得12 g 碳与水蒸气完全反应生成水煤气时,吸收了131.6 kJ热量。该反应的热化学方程式为                    
(3)活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质),生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时,测得各物质平衡时物质的量如下表:

上述反应T1℃时的平衡常数为K1,T2℃时的平衡常数为K2。
Ⅰ.计算K1=        
Ⅱ.根据上述信息判断,温度T1和T2的关系是(填序号)           

(4)CO2经常用氢氧化钠来吸收,现有0.4 molCO2,若用200ml 3mol/LNaOH溶液将其完全吸收,溶液中离子浓度由大到小的顺序为:               
(5)CO还可以用做燃料电池的燃料,某熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,该电池用Li2CO3和 Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混和气为正极助燃气,制得在 650 ℃下工作的燃料电池,其负极反应式:
正极反应式:___          ,电池总反应式                 

某探究小组将一批电子废弃物简单处理后,得到含Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计如下制备硫酸铜晶体和无水氯化铁的方案:

已知:Cu2+ + 4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2+ + 4H2O
请回答下列问题:
(1)步骤①Cu与酸反应的离子方程式为                                        
(2)步骤②加H2O2的作用是                  ,滤渣2为(填化学式)            
(3)步骤⑤不能直接加热脱水的理由是                                          
(4)若滤液1中Cu2+的浓度为0.02mol·L-1,则氢氧化铜开始沉淀时的pH =          
(已知:Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20)。
(5)已知:2Cu2++4I-= 2CuI↓+I2    I2+2S2O32-= 2I-+S4O62-
某同学为了测定CuSO4·5H2O产品的质量分数可按如下方法:取3.00g产品,用水溶解后,加入足量的KI溶液,充分反应后过滤、洗涤,将滤液稀释至250mL,取50mL加入淀粉溶液作指示剂,用0.080 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定,达到滴定终点的依据是                                            
四次平行实验耗去Na2S2O3标准溶液数据如下:

实验序号
1
2
3
4
消耗Na2S2O3标准溶液(mL)
25.00
25.02
26.20
24.98
 
此产品中CuSO4·5H2O的质量分数为               

 0  96580  96588  96594  96598  96604  96606  96610  96616  96618  96624  96630  96634  96636  96640  96646  96648  96654  96658  96660  96664  96666  96670  96672  96674  96675  96676  96678  96679  96680  96682  96684  96688  96690  96694  96696  96700  96706  96708  96714  96718  96720  96724  96730  96736  96738  96744  96748  96750  96756  96760  96766  96774  203614 

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