Question

某小组对酸化及碱化膨润土负载镍催化CO₂加氢甲烷化反应进行了研究．
（1）制备Ni一酸化膨润土、Ni-碱化膨润土的部分流程如图1：
①“溶解”时维持反应温度为70～80℃，其目的是______．
②“氧化”一步反应的离子方程式为______．
（2）在不同温度下，膨润土、Ni-酸化膨润土、Ni-碱化膨润土催化CO₂加氢甲烷化反应的结果如图2所示：
a．Ni-碱化膨润土甲烷化选择性
b．Ni一酸化膨润土甲烷化选择性
c．膨润土甲烷化选择性
d．Ni-碱化膨润土CO₂转化率
e．Ni-酸化膨润土CO₂转化率
f．膨润土CO₂转化率
①在测定温度内，Ni-酸化膨润土对CO₂加氢甲烷化反应的最适宜温度为______，理由是______．
②在相同温度下，对CO₂的转化率，Ni一碱化膨润土高于Ni-酸化膨润土，原因可能是______．
③500℃时，在上述实验条件下向某装有膨润土的密闭容器中通入5mol CO₂和20mol H₂，充分反应后生成CH₄的物质的量为______．

Answer

（1）①温度越大，溶解的速率越大；
②由流程图可知，过氧化氢氧化亚铁离子；
（2）①由图象可知，某温度下甲烷的选择性越大即可；
②相同温度，酸碱不同，二氧化碳与碱反应；
③500℃时，在上述实验条件下向某装有膨润土的密闭容器中通入5mol CO2和20mol H2，二氧化碳的转化率为30%，膨润土甲烷化选择性为6%，以此计算．
【解析】
（1）①“溶解”时维持反应温度为70～80℃，其目的是加快反应速率，同时防止温度过高HNO3分解和挥发，
故答案为：加快反应速率，同时防止温度过高HNO3分解和挥发；
②由流程图可知，过氧化氢氧化亚铁离子，该离子反应为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
（2）①由图象可知，在350℃的温度下甲烷化选择性为100%，且CO2 转化率最高，所以Ni-酸化膨润土对CO2加氢甲烷化反应的最适宜温度为为350℃，
故答案为：350℃；该温度下甲烷化选择性为100%，且CO2 转化率最高；
②在相同温度下，对CO2的转化率，Ni一碱化膨润土高于Ni-酸化膨润土，原因可能是用碱处理的膨润土易吸附CO2，故答案为：用碱处理的膨润土易吸附CO2；  
③500℃时，在上述实验条件下向某装有膨润土的密闭容器中通入5mol CO2和20mol H2，二氧化碳的转化率为30%，膨润土甲烷化选择性为6%，
则生成甲烷的物质的量为5mol×30%×6%=0.09mol，故答案为：0.09mol．