二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一。
(1)CO2转化途径之一是利用太阳能或生物质能分解水制H2,然后将H2与CO2转化为甲醇(CH3OH)、二甲醚(CH3OCH3)等。已知:
甲醇合成反应:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ·mol-1
二甲醚合成反应:2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-24.5kJ·mol-1
则由H2和CO2制备二甲醚2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)的△H____kJ·Mol-1
(2)甲醇是一种可再生的清洁能源,具有开发和应用的广阔前景。
已知:25℃,1.01×105Pa时,1.6g液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出36.29kJ的热量,写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式________________________________。
(3)污水中的含氮化合物,通常先用生物膜脱氮工艺进行处理,在硝化细菌的作用下,将NH4+氧化为NO3-(2NH4++3O2=2HNO2+2H2O+2H+;2HNO2+O2=2HNO3)。然后加入甲醇,甲醇和NO3-反应转化为两种无毒气体。
①上述方法中,1.0g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧气的质量为_______g。
②写出加入甲醇后反应的离子方程式:_______________________________________。
电解原理在化学工业中有广泛应用。
(1)电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法,电解示意图如图所示,图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过,请回答以下问题:
①图中A极要连接电源的______(填“正”或“负”)极。
②精制饱和食盐水从图中_____位置补充,氢氧化钠溶液从图中____位置流出。(选填“a”、“b”、“c”、“d”、“e”或“f”)
③电解总反应的离子方程式是___________________________________。
(2)电解法处理含氮氧化物废气,可回收硝酸,具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NOx的装置如图所示(图中电极均为石墨电极)。若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验。
①写出电解时NO2发生反应的电极反应________________________________。
②若有标准状况下2.24LNO2被吸收,通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H+为__________mol。
(3)为了减缓钢制品的腐蚀,可以在钢制品的表面镀铝。电解液采用一种非水体系的室温熔融盐,由有机阳离子、A12C17-和AlCl4-组成。
①钢制品应接电源的________极。
②己知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为________________。
③若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极电极反应式为_______________________。
I.化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作环保型阻燃材料,受热时按如下化学方程式分【解析】
2Mg5Al3(OH)19(H2O)427H2O↑+10MgO+3A12O3
(1)写出该化合物作阻燃剂的两条依据____________________________________。
(2)用离子方程式表示除去固体产物中A12O3的原理________________________。
II.以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细α-氧化铝,既降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为A12O3(含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3),其制备实验流程如下:
(1)用图中“滤渣”和NaOH焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为_______(填选项编号)。
(2)验证“沉铁”后,溶液中是否还含有铁离子的操作方法为____________________。
(3)若用调节溶液的pH“沉铁”,则得到Fe(OH)3,己知:
为保证产品的纯度,最好选用下列物质中的_______调节pH(填字母),调节pH的范围为_____。
a.A12O3
B.H2SO4
C.NaOH
D.Na2CO3
(4)煅烧硫酸铝铵晶体,发生的主要反应为:
4[NH4Al(SO4)2·12H2O]2Al2O3+2NH3↑+N2↑+5SO3↑+3SO2↑+53H2O,
将产生的气体通过下图所示的装置。
①集气瓶中收集到的气体是_____________________(填化学式)。
②KMnO4溶液褪色,发生的离子反应方程式为_________________________________。
a、b、c、d、e、f六种短周期元素,原子序数依次增大,有关信息如下。
请回答下列问题:
(1)f元素在周期表中的位置为:____________________________。
(2)上述六种元素中,原子半径最大的是(写元素符号)__________。
(3)请写出能证明f元素的非金属性比S元素的非金属性强的化学方程式:_________________。
(4)由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应:
X溶液与Y溶液反应的离子方程式为____________________________。
物质M中存在的化学键类型为______________________
(5)铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应,生成的盐只有硫酸铜,同时生成的两种气体均由上表中两种元素组成,气体的相对分子质量都小于50。为防止污染,将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐,消耗lL1.8mol·L-1NaOH溶液和16.8LO2(体积已换算成标准状况),则两种气体的分子式及物质的量分别为__________、___________,生成硫酸铜物质的量为_______________。
铝及铝合金经过阳极氧化,铝表面能生成几十微米厚的氧化铝膜。某研究性学习小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理,按照如图所示装置连接,电解40min后取出铝片,用水冲洗,放在水蒸气中封闭处理20~30min,即可得到更加致密的氧化膜。下列有关说法正确的是
A.电解时,电子从电源负极→导线→铝极,铅极→导线→电源正极
B.在电解过程中,H+向铝片移动,SO42-向铅片移动
C.电解过程阳极周围溶液的pH下降
D.电解的总反应为2Al+6H+==2Al3++3H2↑
如图,a、b、d均为石墨电极,c为Mg电极,通电进行电解(电解渡足量),下列说法正确的是
A.向甲中加入适量Cu(OH)2,溶液组成可以恢复
B.电解一段时间,乙溶液中会产生白色沉淀
C.当b极增重3.2g时,d极产生的气体体积为1.12L
D.甲中b极上的电极反应式为:4OH--4e-=O2↑+2H2O