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(14 分) 一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业。
⑴高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法,相关反应的热化学方程式如下:
4CO(g)+Fe3O4(s)=4CO2(g)+3Fe(s) △H="a" kJ·mol-1
CO(g)+3Fe2O3(s)=CO2(g)+2Fe3O4(s) △H="b" kJ·mol-1
反应3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s)的△H= kJ·mol-1(用含a、b 的代数式表示)。
⑵电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。
第一步:2CH3OH(g)
HCOOCH3(g)+2H2(g) △H>0
第二步:HCOOCH3(g)
CH3OH(g) +CO(g) △H>0
①第一步反应的机理可以用下图表示:![]()
图中中间产物X的结构简式为 。
②在工业生产中,为提高CO的产率,可采取的合理措施有 。
⑶为进行相关研究,用CO还原高铝铁矿石,反应后固体物质的X—射线衍射谱图如图所示(X—射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐,该反应的离子方程式为 。![]()
⑷某催化剂样品(含Ni2O340%,其余为SiO2)通过还原、提纯两步获得镍单质:首先用CO将33.2 g样品在加热条件下还原为粗镍;然后在常温下使粗镍中的Ni与CO结合成Ni(CO)4(沸点43 ℃),并在180 ℃时使Ni(CO)4重新分解产生镍单质。
上述两步中消耗CO的物质的量之比为 。
⑸为安全起见,工业生产中需对空气中的CO进行监测。
①粉红色的PdCl2溶液可以检验空气中少量的CO。若空气中含CO,则溶液中会产生黑色的Pd沉淀。每生成5.3gPd沉淀,反应转移电子数为 。
②使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量,其结构如图所示。这种传感器利用原电池原理,则该电池的负极反应式为 。![]()
(14 分) 一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业。
⑴高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法,相关反应的热化学方程式如下:
4CO(g)+Fe3O4(s)=4CO2(g)+3Fe(s) △H="a" kJ·mol-1
CO(g)+3Fe2O3(s)=CO2(g)+2Fe3O4(s) △H="b" kJ·mol-1
反应3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s)的△H= kJ·mol-1(用含a、b 的代数式表示)。
⑵电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。
第一步:2CH3OH(g)
HCOOCH3(g)+2H2(g) △H>0
第二步:HCOOCH3(g)
CH3OH(g) +CO(g) △H>0
①第一步反应的机理可以用下图表示:![]()
图中中间产物X的结构简式为 。
②在工业生产中,为提高CO的产率,可采取的合理措施有 。
⑶为进行相关研究,用CO还原高铝铁矿石,反应后固体物质的X—射线衍射谱图如图所示(X—射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐,该反应的离子方程式为 。![]()
⑷某催化剂样品(含Ni2O340%,其余为SiO2)通过还原、提纯两步获得镍单质:首先用CO将33.2 g样品在加热条件下还原为粗镍;然后在常温下使粗镍中的Ni与CO结合成Ni(CO)4(沸点43 ℃),并在180 ℃时使Ni(CO)4重新分解产生镍单质。
上述两步中消耗CO的物质的量之比为 。
⑸为安全起见,工业生产中需对空气中的CO进行监测。
①粉红色的PdCl2溶液可以检验空气中少量的CO。若空气中含CO,则溶液中会产生黑色的Pd沉淀。每生成5.3gPd沉淀,反应转移电子数为 。
②使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量,其结构如图所示。这种传感器利用原电池原理,则该电池的负极反应式为 。![]()
| 元素 | 信息 |
| X | 所在主族序数与所在周期序数之差为4 |
| Y | 最高价氧化物对应的水化物,能电离出电子数相等的阴、阳离子 |
| Z | 单质是生活中常见金属,其制品在潮湿空气中易被腐蚀或损坏 |
| W | 该元素能形成两性氢氧化物 |
(1)W的单质与Y的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为______
(2)铜片、碳棒和ZX3溶液组成原电池,写出正极发生的电极反应方程式______
(3)向淀粉碘化钾溶液中滴加几滴ZX3的浓溶液,现象为______,w3+离子的结构示意图______.
(4)以上述所得WX3溶液为原料制取无水WX3,先制得WX3?6H2O晶体,主要操作包括______,在______条件下加热WX3?6H2O晶体,能进一步制取无水WX3,其原因是(结合离子方程式简要说明)______.
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| 元素 | 信息 |
| X | 所在主族序数与所在周期序数之差为4 |
| Y | 最高价氧化物对应的水化物,能电离出电子数相等的阴、阳离子 |
| Z | 单质是生活中常见金属,其制品在潮湿空气中易被腐蚀或损坏 |
| W | 该元素能形成两性氢氧化物 |
(1)W的单质与Y的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为
(2)铜片、碳棒和ZX3溶液组成原电池,写出正极发生的电极反应方程式
(3)向淀粉碘化钾溶液中滴加几滴ZX3的浓溶液,现象为
(4)以上述所得WX3溶液为原料制取无水WX3,先制得WX3?6H2O晶体,主要操作包括
(1)碳粉的主要作用是
(2)加入氯化钠的作用是
(3)试写出上述变化过程中负极的电极反应式,负极:
Ⅱ.将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计.若该电池中两电极的总重量为60g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47g,试计算:产生氢气的体积(标准状况).(要写计算过程)