对碳及其氧化物的化学热力学、动力学研究有助于人类充分利用化石燃料,消除氧化物对环境的负面影响。
(1)25℃时,石墨和CO的燃烧热分别为:393.5kJ/mol、283.0kJ/mol。请写出石墨不完全燃烧时的热化学方程式 。
(2)25℃时,反应2CO2(g)2CO(g)+ O2(g)的平衡常数K=2.96×10-92。在一个体积可变的密闭容器中(起始时容器体积为1L)充入一定量CO2、CO、O2的混合气体,要使容器中的反应开始时向CO2分解的方向进行,起始时三种气体的物质的量浓度应满足的关系是 。当该反应在25℃时达到平衡后,其他条件不变时,升高温度或增加容器的压强,均能使该平衡发生移动,②请在坐标中作出该反应的平衡常数K随温度(T)、压强(p)变化的示意图。
(3)1600℃时,反应2CO(g)+ O2(g)2CO2(g)的平衡常数K=1.0×108。经测定,汽车尾气中CO和CO2气体的浓度分别为4.0×10-5mol/L和4.0×10-4mol/L。若在汽车的排气管上增加一个1600℃时的补燃器,并不断补充O2使其浓度始终保持为4.0×10-4mol/L。则经补燃处理后尾气中CO的浓度为 mol/L(结果保留两位有效数字)。
(4)以CO和O2为电极燃料,以熔融K2CO3为电解质组成燃料电池,请写出该电池的负极反应式 。
ZrO2常用作陶瓷材料,可由锆英砂(主要成分为ZrSiO4,也可表示为ZrO2·SiO2,还含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)通过如下方法制取:
已知:①ZrO2能与烧碱反应生成可溶于水的Na2ZrO3,Na2ZrO3与酸反应生成ZrO2+。
②部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表。
金属离子 | Fe3+ | Al3+ | ZrO2+ |
开始沉淀时pH | 1.9 | 3.3 | 6.2 |
沉淀完全时pH | 3.2 | 5.2 | 8.0 |
(1)熔融时ZrSiO4发生反应的化学方程式为 ,滤渣I的化学式为 。
(2)为使滤液I的杂质离子沉淀完全,需用氨水调pH=a,则a的范围是 ;继续加氨水至pH=b时,所发生反应的离子方程式为 。
(3)向过滤III所得滤液中加入CaCO3粉末并加热,得到两种气体。该反应的离子方程式为 。
(4)为得到纯净的ZrO2,Zr(OH)4需要洗涤,检验Zr(OH)4是否洗涤干净的方法是 。
CaO2难溶于水,溶于酸生成过氧化氢,在医药上用作杀菌剂、防腐剂等。
Ⅰ.CaO2制备原理:Ca(OH)2(s)+H2O2(aq)===CaO2(s)+2H2O(l);ΔH<0
不同浓度的H2O2对反应生成CaO2产率的影响如下表:
H2O2/% | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
CaO2/% | 62.40 | 63.10 | 63.20 | 64.54 | 62.42 | 60.40 |
(1)分析题给信息,解释H2O2浓度大于20%后CaO2产率反而减小的原因: 。
Ⅱ.过氧化钙中常含有CaO杂质,实验室可按以下步骤测定CaO2含量。
步骤1:准确称取0.04~0.05 g过氧化钙样品,置于250 mL的锥形瓶中;
步骤2:分别加入30 mL蒸馏水和2 mL盐酸(3 mol·L-1),振荡使之溶解;
步骤3:向锥形瓶中加入5 mL KI溶液(100 g·L-1);
步骤4:用硫代硫酸钠标准溶液滴定,至溶液呈浅黄色,然后________,用硫代硫酸钠标准溶液继续滴定,________,记录数据;
步骤5:平行测定3次,计算试样中CaO2的质量分数。滴定时发生的反应为2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI。
(2)过氧化钙溶解时选用盐酸而不选用硫酸溶液的原因是 。
(3)加入KI溶液后发生反应的离子方程式为 。
(4)请补充完整实验步骤4中的内容:____________;____________。
某种胃药片的制酸剂为碳酸钙,其中所含的制酸剂质量的测定如下:
①配制0.10 mol·L-1的 HCI和0.10mol·L-1的NaOH溶液
②取一粒(药片质量均相同)0.20g的此胃药片,磨碎后加入20.00mL蒸馏水
③以酚酞为指示剂,用0.1mol·L-1的NaOH溶液滴定至终点④加入50.00mL0.10 mol·L-1的HCl溶液
(1)写出实验过程中至少需要的步骤 (写编号顺序)。
(2)下图所示的仪器中配制0.10 mol·L-1HCl溶液和0.10 mol·L-1的NaOH溶液肯定不需要的仪器是(填序号) ,配制上述溶液还需要的玻璃仪器是(填仪器名称) 。
(3)配制0.1mol·L-1的NaOH溶液时,下列操作会使得所配溶液浓度变大的是 。
a.称量NaOH固体时动作过慢
b.溶解氢氧化钠时有部分液体溅出
c.未洗涤烧杯和玻璃棒
d.未冷却至室温就转移到容量瓶中
e.定容时俯视标线
f.摇匀后发现液面低于标线加水至标线
(4)写出有关反应的离子方程式
(5)若滴定消耗NaOH溶液体积为14.00mL,则该胃药中含碳酸钙的质量分数是 。
恒温恒容下,向2L密闭容器中加入MgSO4(s)和CO(g),发生反应:
MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)反应过程中测定的部分数据见下表:
反应时间/min | n(MgSO4)/mol | n(CO)/mol | n(CO2)/ mol |
0 | 2.00 | 2.00 | 0 |
2 |
| 0.80 |
|
4 |
|
| 1.20 |
下列说法正确的是
A.反应在0~2min内的平均速率为v(SO2)=0.6 mol·L-1·min-1
B.反应在2~4min内容器内气体的密度没有变化
C.若升高温度,反应的平衡常数变为1.00,则正反应为放热反应
D.保持其他条件不变,起始时向容器中充入1.00mol MgSO4和1.00molCO,到达平衡时n(CO2)>0.60mol
25℃时,向10 mL 0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液中加入0.1 mol·L-1盐酸,溶液pH随加入盐酸的体积变化情况如图所示。下列说法正确的是
A.点①所示溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)
B.点②所示溶液中:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.05 mol·L-1
C.点③所示溶液中:c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
D.点④所示溶液中:c(Na+)+c(H+)<c(CH3COO-)+c(Cl-)