【題目】二氧化碳減排和再利用技術(shù)是促進工業(yè)可持續(xù)發(fā)展和社會環(huán)保的重要措施。將工業(yè)廢氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醇,其原理是:

CO2(g)3H2(g)H2O(g)CH3OH(g) ΔHa kJ·mol1

2H2(g)O2(g)2H2O(l) ΔHb kJ·mol1

H2O(g)H2O(l) ΔHc kJ·mol1

12CH3OH(g)3O2(g)2CO2(g)4H2O(l) ΔH ______kJ·mol1

2H2(g)1/2O2(g)=1/2H2O(l)的過程如下圖所示,HO鍵的鍵能是______kJ·mol1。

(3)某化學興趣小組用甲醇燃料電池來模擬鋁制品表面鈍化處理過程(裝置如圖甲所示)。a電極發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為______。實驗結(jié)束后若硫酸溶液質(zhì)量減少1.08 g,則石墨電極處生成的氣體在標準狀況下的體積為______L。

4)一種NaCO2二次電池裝置如圖乙所示,NaClO4溶于有機溶劑作為電解液,電池的總反應(yīng)為3CO24Na2Na2CO3C。充電時的陽極反應(yīng)式為______。

(5)海水中含有大量的HCO3-,一種利用海水提取CO2的裝置如圖丙所示。結(jié)合方程式簡述提取CO2的原理:______。

【答案】3b2a2c 463.4 CH3OH6eH2OCO26H 1.344 2CO32-C4e=3CO2 a室為陽極,電解水,失電子產(chǎn)生氧氣和氫離子,電極方程式為:2H2O4e=4HO2,H通過陽離子膜進入海水,與碳酸氫根離子反應(yīng)生成二氧化碳,發(fā)生反應(yīng):HCO3-HCO2H2O

【解析】

1)已知①CO2(g)3H2(g)H2O(g)CH3OH(g) ΔHa kJ·mol1

2H2(g)O2(g)2H2O(l) ΔHb kJ·mol1

H2O(g)H2O(l) ΔHc kJ·mol1

根據(jù)蓋斯定律,②×3-×2-×2,可得2CH3OH(g)3O2(g)2CO2(g)4H2O(l) ΔH 3b kJ·mol1- 2a kJ·mol1-2c kJ·mol1=3b2a2ckJ·mol1;

答案為:3b2a2c。

2)根據(jù)圖示:H2(g)O2(g)=2 H (g)O(g) ΔH1=+685 kJ·mol1,2 H (g)O(g)= H2O(g) ΔH2,H2O(g)= H2O(l) ΔH3=-44 kJ·mol1,H2(g)O2(g)= H2O(l) ΔH4=-285.8 kJ·mol1;根據(jù)蓋斯定律,結(jié)合圖示可得:ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4,即685 kJ·mol1+ΔH2+-44 kJ·mol1=-285.8 kJ·mol1),則ΔH2=-926.8 kJ·mol1,HO鍵的鍵能是×926.8 kJ·mol1=463.4 kJ·mol1,

答案為:463.4。

3)用甲醇燃料電池來模擬鋁制品表面鈍化處理,則鋁為電解池陽極,失電子發(fā)生氧化反應(yīng),變?yōu)檠趸X和氫離子,石墨為電解池陰極,氫離子得到電子轉(zhuǎn)化為氫氣,則b為原電池正極,a為原電池負極;燃料電池中燃料在負極發(fā)生反應(yīng),故a電極發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為CH3OH6eH2OCO26H;電解池中,陽極反應(yīng)式為3H2O +2Al -6e-= Al2O3+6H+,陰極電極式為6H+6e-= 3H2,根據(jù)電極反應(yīng),硫酸溶液質(zhì)量減少1.08 g為水的質(zhì)量,3H2O~3H2,則產(chǎn)生的氫氣的物質(zhì)的量=消耗水的物質(zhì)的量=mol,標況下的體積為 mol×22.4L/mol=1.344L。

答案為:1.344。

4)根據(jù)電池的總反應(yīng)3CO24Na2Na2CO3C,充電時,陽極失電子,根據(jù)反應(yīng)方程式,2CO32-C4e=3CO2,

答案為:2CO32-C4e=3CO2。

5a室為陽極,電解水,失電子產(chǎn)生氧氣和氫離子,電極方程式為:2H2O4e=4HO2,H通過陽離子膜進入海水,與碳酸氫根離子反應(yīng)生成二氧化碳,發(fā)生反應(yīng):HCO3-HCO2H2O,

答案為:a室為陽極,電解水,失電子產(chǎn)生氧氣和氫離子,電極方程式為:2H2O4e=4HO2,H通過陽離子膜進入海水,與碳酸氫根離子反應(yīng)生成二氧化碳,發(fā)生反應(yīng):HCO3-HCO2H2O。

練習冊系列答案
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注:SiO2堿溶時轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。

(1)“堿溶時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為_____________________。

(2)過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH_________ (增大”、“不變減小”)。

(3)“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3,電解過程中作陽極的石墨易消耗,原因是___________。

(4)“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液,原理如圖所示。陽極的電極反應(yīng)式為_____________________,陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學式為____________。

(5)鋁粉在1000℃時可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合,有利于AlN的制備,其主要原因是_____________________。

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A. A→C的反應(yīng)為放熱反應(yīng) B. 穩(wěn)定性C>A>B.

C. A→C的反應(yīng)中,H=(E2+E4)-(E1+E3) D. 加入催化劑不會改變反應(yīng)的焓變

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請回答下列問題:

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(2)寫出 A→B+D 的化學方程式_________。

(3)寫出 D→E 的離子方程式________。

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A.XN2O

B.1 min~3 min時,v(NO2)1/6Vmol·(L·min)1

C.40℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為1

D.NO2X的濃度相等可以作為判斷反應(yīng)到達平衡的標志

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1)實驗室熔融二氧化錳、氧氧化鉀、氯酸鉀時應(yīng)選擇____________________________

a.普通玻璃坩堝 b.石英坩堝 c.陶瓷坩堝 d.鐵坩堝

2)第一步熔融時生成K2MnO4的化學方程式:______________________________________

3)操作Ⅰ中根據(jù)KMnO4K2CO3兩物質(zhì)在____________ (填性質(zhì))上的差異,采用濃縮結(jié)晶、趁熱過濾得到KMnO4。趁熱過濾的原因是______________________________________

4)反應(yīng)b是電解法制備KMnO4,其裝置如圖所示,a____________(”),中間的離子交換膜是_____ (”)離子交換膜。陽極的電極反應(yīng)式為____________

5)取反應(yīng)b后的電解液,加硫酸溶解后,用0.1000mol ·L1FeSO4標準溶液滴定至終點時,消耗250.0mL標準溶液,則電解后溶液中的KMnO4的質(zhì)量是_________g。

6)兩種途徑的制備方法,途徑1與途徑2理論產(chǎn)率之比為_________

7KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑。其消毒原理與下列物質(zhì)相同的是________(填標號)。

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A. 向反應(yīng)混合液中滴入稀硝酸中和NaOH溶液,然后滴入AgNO3溶液,若有淺黃色沉淀生成,則可證明發(fā)生了消去反應(yīng)。

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C.該溫度下Ksp(CuS)4×1036

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