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(10分)燃煤废气中的氮氧化物(NOx)、二氧化碳等气体,常用下列方法处理,以实...

(10分)燃煤废气中的氮氧化物(NOx)、二氧化碳等气体,常用下列方法处理,以实现节能减排、废物利用等。

(1)对燃煤废气进行脱硝处理时,常利用甲烷催化还原氮氧化物,如:

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H =-574 kJ·mol-1

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H =-1160 kJ·mol-1

则CH4(g)将NO2(g)还原为N2(g)等的热化学方程式为   ▲  

(2)将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为:2CO2(g) + 6H2(g) 说明: 6ec8aac122bd4f6eCH3OCH3(g) + 3H2O(g)

已知一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时, CO2的转化率见下表:

投料比[n(H2) / n(CO2)]

500 K

600 K

700 K

800 K

1.5

45%

33%

20%

12%

2.0

60%

43%

28%

15%

3.0

83%

62%

37%[

22%

①若温度升高,则反应的平衡常数K   ▲  (填“增大”、“减小”或“不变”。下同);若温度不变,提高投料比[n(H2) / n(CO2)],则K   ▲   

②若用甲醚作为燃料电池的原料,请写出在碱性介质中电池负极的电极反应式

③在②所确定的电池中,若通入甲醚(沸点为-24.9 ℃)的速率为1.12 L·min-1(标准状况),并以该电池作为电源电解2 mol·L-1 CuSO4溶液500 mL,则通电30 s后理论上在阴极可析出金属铜   ▲   g。

 

【解析】略
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考点分析:
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(14分)为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组用碳素钢(即铁和碳的合金)进行了以下探究活动:

【探究一】

(1)常温下,工业上用铁质容器盛放冷的浓硫酸,其原因是              

(2)称取碳素钢6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。

① 甲同学认为X中除Fe3+之外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+,应选用     (选填序号)。

a.KSCN溶液和氯水    b.铁粉和KSCN溶液     c.浓氨水     d.酸性KMnO4溶液

② 乙同学取560mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:

SO2+Br2+2H2O===2HBr +H2SO4,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体4.66g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为     

【探究二】

根据上述实验中SO2体积分数的分析,丙同学认为气体Y中还可能含有Q1和Q2两种气体,其中Q­1气体,在标准状况下,密度为0.0893g·L-1。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略,假设有关气体完全反应)。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(3)装置B中试剂的作用是           

(4)分析Y气体中的Q2气体是如何生成的      (用化学方程式表示)。

(5)为确认Q2的存在,需在装置中添加洗气瓶M于       (选填序号)。

a.A之前          b.A-B间           c.B-C间         d.C-D间

(6)如果气体Y中含有Q1,预计实验现象应是        

 

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(20分)MnO2是一种重要的功能无机材料,粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2(只含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2的实验,其流程如下:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)第①步加稀H2SO4时,将粗MnO2样品中 (写化学式)转化为可溶性物质。

(2)第②步反应的离子方程式是(补充完整并配平):   Mn2+  ClO3            MnO2↓+  Cl2↑+            

(3)第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、            、玻璃棒。

(4)若粗MnO2样品的质量为12.69g,第①步反应后,经过滤得到8.7g MnO2,并收集到0.224LCO2(标准状况下),则在第①步反应中至少需要    mol H2SO4。写出计算过程  (已知摩尔质量:MnO2 -87g/mol;  MnO-71g/mol;   MnCO3-115 g/mol)

(5)已知2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) △H=a kJ·mol-1 反应过程的能量变化如图所示。则

① 该反应为     反应(填“吸热”或“放热”)。

②请用虚线在右图中画出使用MnO2作催化剂的情况下反应过程中体系能量变化示意图。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(8分)近年来,我国研究储氢碳管获得重大进展,用电弧法合成碳纳米管,常伴有大量碳纳米颗粒生成,这种碳纳米颗粒可用氧化气化法除去,其反应的化学方程式为:

_   C +__  _K2Cr2O7 +_  _H2SO4(稀 ) → __ _CO2+_  _K2SO4+      Cr2(SO43+   _  ___

(1)此反应的氧化剂_  ▲ ___,还原剂__  ▲   ___

(2)硫酸在上述反应中表现出的性质是__  ▲ _____(填选项编号)

A.酸性             B.氧化性         C.吸水性        D.脱水性

(3)上述反应若产生11克气体物质,则转移电子的数目_  ▲ ______

 

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常温下pH=3的二元弱酸H2R溶液与a L pH=11的NaOH溶液混合后,混合液的pH刚好等于7(假设反应前后体积不变),则对反应后混合液的叙述正确的是

A. c(R2)+ c(OH)=c(Na)+c(H

B. c(R2)>c(Na)>c(H)=c(OH

C. 2c(R2)+ c(HR)=c(Na)        

D. 混合后溶液的体积为2a L

 

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近年来,加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾(KIO3),碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极,以KI溶液为电解液,在一定条件下电解,反应方程式为:说明: 6ec8aac122bd4f6e。下列有关说法正确的是

A. 电解时,石墨作阴极,不锈钢作阳极

B. 电解时,阳极反应是:I – 6e + 3H2O = IO3 + 6H+                      

C. 溶液调节至强酸性,对生产有利

D. 电解前后溶液的pH几乎不变

 

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