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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暧,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,我国储氢纳米碳管研究取得重大进展,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________
②由MgO可制成“镁-次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如图1,该电池反应的离子方程式为_____________________。

(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)(g)CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH
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(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 ΔH_____0 (填“>”、“<”或“ =” )。
③在同条件下发生反应,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KI_______KII(填“>”、“<”或“ = ”)。


(1)配平:3  2  8  H2SO4  3  2  2  8,电子转移略
(2)①2MgSO4 + CO2MgO + SO2 + CO2 + SO3
②Mg + ClO- + H2O = Cl- + Mg(OH)2
(3)①    ②<  ③>

解析试题分析:(1)根据氧化还原反应得失电子守恒,可配平方程式,根据原子守恒可确定所缺反应物为硫酸。
(2)①根据题意,可知CO还原MgSO4的产物为CO2、MgO、SO2、SO3,依据SO2、SO3物质的量相等和氧化还原反应得失电子守恒,可写出方程式。
②根据图1,可知Mg结合OH生成Mg(OH)2,ClO和水结合生成Cl和OH,据此可写出电池反应。
(3)①依据化学平衡常数的概念可直接写出平衡常数的表达式。
②反应温度较低时,反应速率较慢,温度升高,反应速率加快,甲醇含量增加;但随温度升高,甲醇含量逐渐减小,说明升高温度反应逆向移动,逆反应吸热,正反应放热,△H<0。
③根据,可知甲醇物质的量越高,则CO、H2的物质的量越低,则K越大,因此KI>KII
考点:考查氧化还原反应方程式的配平及电子转移的标注,图像的分析,电池的总反应式书写,化学平衡常数,影响化学平衡的因素等。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

已知制取氯气也可用浓盐酸与高锰酸钾为原料,其化学方程式为
2KMnO4+16HCl(浓)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。请回答下列问题:
(1)用双线桥法标出该化学式电子转移的方向与数目:
2KMnO4+16HCl(浓)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。
(2)反应中被还原的元素为           (写名称);标准状况下当生成112 L氯气时,反应中转移的电子数目为           
(3)若有4 molHCl被氧化,则可生成标准状况下的氯气                 L。
(4)若有1.58g高锰酸钾和100mL10moL/L浓盐酸充分反应(不考虑盐酸挥发,忽略溶液体积的前后变化),反应至终点时高锰酸钾紫色完全褪去,则被氧化的HCl的物质的量
            mol。将反应后的溶液取出10mL,加入足量的硝酸银溶液,可得到沉淀的物质的量为           mol。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

钙是自然界存在最广泛的IIA族元素,常以化合物N存在。从钙单质起始发生的一系列化学反应可由下图表示:

(1)钙元素在周期表中位于第______周期;Y中存在的化学键类型为_______________;N的化学式是______________。
(2)M与水反应的化学方程式为______________________________________________.
(3)Z和G的电子式分别为_______________________和_________________________.
(4)Z与R反应可能生成的盐有________________________________(填化学式)。
(5)实际生产中,可由N为原料制备单质钙,简述一种制备方法:
_________________________________________________________________________.
(6)金属钙线是炼制优质钢材的脱氧脱磷剂。某钙线的主要成分含Fe元素和Ca元素。
请配平下列用钙线脱氧脱磷的化学方程式:

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

美国科学家理查德·海克和日本科学家根岸英一、伶木彰因在研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联”而获得诺贝尔化学奖。有机合成常用的钯/活性炭催化剂,长期使用催化剂会被杂质(如:铁、有机物等)污染而失去活性,成为废催化剂,需对其再生回收,一种由废催化剂制取氯化钯的工艺流程如下:

(1)甲酸还原氧化钯的化学方程式为        
(2)钯在王水(浓硝酸与浓盐酸按体积比1:3)中转化为H2PdC14,硝酸被还原为NO,该反应的化学方程式为:            
(3)钯精渣中钯的回收率高低主要取决于王水溶解的操作条件,已知反应温度、反应时间和王水用量对钯回收率的影响如下图1—图3所示,则王水溶液钯精渣的适宜条件(温度、时间和王水用量)为                        

(4)加浓氨水时,钯转变为可溶性[Pd(NH34]2。此时铁的存在形式是        (写化学式)
(5)700℃焙烧1的目的是:        ;550℃焙烧2的目的是:        

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

2013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部,该地区PM2.5严重超标。研究表明,PM2.5约60%来源于某些气体污染物在空气中转变而成的二次颗粒物。这些气体污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨气、挥发性有机物。因此,控制、治理PM2.5污染源成为环保的重要课题。
(1)研究表明,TiO2在紫外线照射下会使空气中的某些分子产生活性基团OH,如图所示,OH与NO2的反应为NO2+OHHNO3。写出OH与NO反应的化学方程式:_____________,该反应中被氧化的元素是       

(2)如图所示的电解装置能吸收和转化NO2、NO和SO2。阴极排出的溶液中含S2O42-离子,能吸收NOx气体,生成的SO32-可在阴极区再生。请将S2O42-吸收NO2的离子方程式配平,并标明电子转移的方向和数目。
____S2O42-+____NO2+____OH    SO32-+____N2+____

(3)已知上述电解装置阳极反应为:SO2-2e+2H2OSO42-+4H,阴极生成的吸收液每吸收标准状况下7.84 L的气体,阳极区新生成质量分数为49%的硫酸100 g,则被吸收气体中NO2和NO的物质的量之比为             
(4)PM2.5产生的主要来源是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物,大多含有重金属等有毒物质。一般而言,粒径2.5微米至10微米的粗颗粒物主要来自扬尘等;2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)则主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤)、挥发性有机物的排放等。请你结合信息,给出降低PM2.5排放的对策(至少两条):           ______     

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科目:高中化学 来源: 题型:问答题

(16分)欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去。三种金属离子生成沉淀的pH如右表。

 
开始沉淀的pH
完全沉淀的pH
Fe(OH)2
7.0
9.0
Fe(OH)3
1.9
3.2
Cr(OH)3
6.0
8.0
(1)某含铬废水处理的主要流程如下图所示:

①初沉池中加入明矾作沉降剂,其作用的原理是(用离子方程式表示)           
②请补充并配平以下反应池中发生主要反应的离子方程式:
  Cr2O72-+  HSO3-+    ==   Cr3++   SO42-+    H2O。
③根据“沉淀法”和“中和法”的原理,向沉淀池中加入NaOH溶液,此过程中发生主要反应的离子方程式是:H++OH-=H2O和   ____________________________          。证明Cr3+沉淀完全的方法是                                                   
(2)工业可用电解法来处理含Cr2O72-废水。实验室利用如右下图模拟处理含Cr2O72-的废水,阳极反应是Fe-2e-=Fe2+,阴极反应式是2H++2e-=H2↑。

①Fe2+与酸性溶液中的Cr2O72-反应的离子方程式是                             
②上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从其对水的电离平衡角度解释其原因     
③若溶液中含有0.01mol Cr2O72-,则阳离子全部生成沉淀的物质的量是_______mol。

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科目:高中化学 来源: 题型:计算题

将25.6g铜与含0.3molH2SO4的浓硫酸充分反应,(1)若在反应过程中消耗了0.2mol的H2SO4,则生成的气体标况下体积为多少?(2)若以上反应产生的气体全部逸出后,继续在剩余物质中加入2mol/L的稀硝酸100ml,充分反应后产生NO的物质的量为多少?

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

(10分)为探究H2O2、SO2、Br2氧化性强弱,某小组同学设计如下实验(夹持及尾气处理装置已略去,气密性已检验)。

实验操作
实验现象
ⅰ.打开A中分液漏斗活塞,滴加浓硫酸
A中有气泡产生,B中红棕色溴水褪色,C中有白色沉淀
ⅱ.取C中沉淀加入盐酸
C中白色沉淀不溶解
ⅲ.打开B中分流漏斗活塞,逐滴滴加H2O2
开始时颜色无明显变化;继续滴加H2O2溶液,一段时间后,混合液逐渐变成红棕色
(1)A中发生反应的化学方程式是________________________________________。
(2)甲同学通过C中产生白色沉淀,得出结论,氧化性:H2O2>SO2
①乙同学认为不能得出此结论,认为在滴加浓硫酸之前应增加一步操作,该操作是___________。
②丙同学认为还应该在B和C之间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是____________。
③将乙和丙同学改进后的方案进行实验,C中产生白色沉淀,得出结论:氧化性H2O2>SO2
(3)ⅲ中滴入少量H2O2没有明显变化。提出假设:
观点1:H2O2的量少不能氧化Br―        观点2:B中有未反应的H2SO3
为验证观点2,应进行的实验操作及现象是___________________________________。
(4)通过上述全部实验,得出结论:H2O2、SO2、Br2氧化性由强到弱的顺序是________。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某化学学习小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性。请你协助他们完成实验报告。
(1)实验目的:探究铁及其化合物的氧化性和还原性
(2)实验试剂及仪器:
试剂:氯化亚铁溶液、氯化铁溶液、氯水、KSCN溶液、铁粉、锌片、铜片、稀硫酸
仪器:胶头滴管外,你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器是                 

序号
实验设计
实验观察(主要现象)
离子方程式
解释与结论

在铁粉中滴
入稀硫酸
铁粉溶解,溶液由无
色变成浅绿色,有无
色无味的的气体生成
 
Fe +2H= H2↑+ Fe2
 
Fe具有还原性
 

氯化亚铁溶液中滴入KSCN溶液,再加入氯水
滴入KSCN溶液无明
显变化,加入氯水立
即变成血红色
 
 

氯化亚铁溶液加
入锌片
 
Fe2+ Zn =" Fe" + Zn 2+
 
 

 
 
 
 
Fe3具有氧化性
 
(3)实验记录(在仿照①实验作答,划线部分不必填写)
(4)学习小组的同学将从本实验中获得的知识推广到其他类物质的学习,请判断下列物质既有氧化性又有还原性的是            
A、Cl2         B、Na       C、Mg2+      D、H2O2 
(5)在实验②中,有部分同学在氯化亚铁溶液中滴入KSCN溶液后,就出现了血红色,你认为是什么原因:                                                             ;   
你将对实验员在配制氯化亚铁溶液时,提出的建议是                             。  
(6)在配制氯化铁溶液时,由于实验员失误,可能导致溶液中含有少量的Fe2,为帮助实验员进行检验少量Fe2的存在,请从下列物质中选择合适的试剂(   )
A、KSCN溶液          B、稀盐酸     C、KMnO4溶液      D、NaOH溶液

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