29.(17分)化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。

  (1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观象冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧和水汽化的热化学方程式为:

   CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-802.3kJ·mol-1

     H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol-1

     则356g“可燃冰”(分子式为CH4·9H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水,放出的热量为        

  (2)熔融盐燃料电池具有很高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气体为正极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:正极反应式:

     O2+2CO2+4e-=2CO2-3,负极反应式        

  (3)已知一氧化碳与水蒸气的反应为:

     CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

     ①T℃时,在一定体积的容器中,通入一定量的CO(g)和H2O(g),发生反应并保持温度不变,各物质浓度随时间变化如下表:

T℃时物质的浓度(mol/L)变化

时间/min
CO(g)
H2O(g)
CO2(g)
H2(g)
0
0.200
0.300
0
0
2
0.138
0.238
0.062
0.062
3
0.100
0.200
0.100
0.100
4
0.100
0.200
0.100
0.100
5
0.116
0.216
0.084
c1
6
0.096
0.266
0.104
c2

     第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时,改变某一条件后测得的。第4~5min之间,改变的条件是      。T℃时该化学反应的平衡常数是     

     ②已知420℃时,该化学反应的平衡常数为9,如果反应开始时,CO(g)和H2O(g)的浓度都是0.01mol/L,则CO在此条件下的转化率为      

     ③397℃时,该反应的化学平衡常数为12,请判断该反应的△H    0(填“>、=、<”)。

  (4)燃料电池中产生的CO2气体可以用碱液吸水得到Na2CO3和NaHCO3。常温下向20mL0.1mol/LNa2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/HCl溶液40mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如下图所示。根据图象回答下列问题:

     ①在同一溶液中,H2CO3、HCO-3、CO2-3(填:“能”或“不能”)    大量共存。②当pH=7时溶液中含碳元素的主要微粒为          ,此时溶液中c(HCO-3)      c(Na+)(填“>、=、<”)。

28.(14分)I.通过火法冶金炼出的铜是粗铜,含杂质金、银、铁、锌等金属和少量矿物杂质(与酸不反应)。制作电器及其他仪器产品时必须要求是纯铜,为此以硫酸铜溶液为电解液,用电解的方法实现了粗铜的提纯。

表:几种物质形成沉淀时的pH

物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Zn(OH)2
Cu(OH)2
开始沉淀时的pH
7.6
2.7
5.7
4.7
完全沉淀时的pH
9.7
3.7
8.5
7.3

  (1)在精炼铜时,阴极电极反应方程式为       ;金、银以单质的形式沉积在电解槽         (填“阳极”或“阴极”)的槽底。

  (2)在精炼铜的过程中,Cu2+浓度逐渐降低,c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐增大,所以需定时除去其中的Fe2+、Zn2+。甲同学设计了如下除杂流程:

20090520
 
     ①试剂a最好选用      (填写序号),加入试剂a的目的是     

     a.氯水    b.高锰酸钾溶液    c.硝酸    d.双氧水

②操作①是        ,根据上表数据分析,除杂方案中能够除去的杂质金属阳离子是      (填化学式)。

II.重金属离子对河流海洋等会造成严重的污染。某化工厂产生的废水(pH=2.0,密度为1g·mL-1)中含有Ag+、Pb2+等重金属离子,其浓度约为0.01mol·L-1,排放前拟用沉淀法回收这两种金属,查找有关数据如下:

难溶电解质
AgI
AgOH
Ag2S
PbI2
Pb(OH)2
PbS
Ksp
8.3×10-17
5.6×10-8
6.3×10-50
7.1×10-9
1.2×10-15
3.4×10-28

  (1)你认为往废水中投入       (填字母序号)沉淀的效果最好。

     a.NaOH     b.Na2S           c.KI            d.Ca(OH)2

  (2)如果用生石灰处理上述废水,使溶液的pH=8.0,处理后的废水中c(Pb2+)=  

 0  174383  174391  174397  174401  174407  174409  174413  174419  174421  174427  174433  174437  174439  174443  174449  174451  174457  174461  174463  174467  174469  174473  174475  174477  174478  174479  174481  174482  174483  174485  174487  174491  174493  174497  174499  174503  174509  174511  174517  174521  174523  174527  174533  174539  174541  174547  174551  174553  174559  174563  174569  174577  447090 

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