会引起明显的温室效应。为减小和消除CO2对环境的影响,各国都在限制CO2的排放量,同时也在加强对CO2创新利用的研究。
(1)目前,推广用超临界CO2(介于气态和液态之间)代替氟利昂作制冷剂,这一做法对环境的积极意义是______________________________。
(2)科学家为提取空气中的CO2,把空气吹入碳酸钾溶液中,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应使之变为可再生燃料甲醇。流程如图:
①分解池中反应的化学方程式为______________________________。
②合成塔中,若有4.4 g CO2与足量H2恰好反应生成气态产物,放出4.947 kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:______________________________。
(3)某同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,他查得CaCO3、BaCO3的溶度积Ksp分别为4.96×10、2.58×10,他最好将空气通入足量的________溶液中,实验时除测定温度、压强和空气的体积外,还需测定______________________________。
解析:(1)氟利昂能破坏臭氧层,用超临界CO2代替氟利昂作制冷剂,可以减少氟利昂对臭氧层的破坏,从而起到保护臭氧层的作用。(2)在吸收池中K2CO3吸收CO2生成KHCO3,△
在分解池中KHCO3分解生成K2CO3、H2O和CO2,所以反应的化学方程式为2KHCO3=====K2CO3+铬锌触媒
CO2↑+H2O;合成塔中发生的反应为CO2+3H22×105 P=====a、300 ℃CH3OH+H2O,若有4.4 g CO2与足量H2恰好反应生成气态产物,放出4.947 kJ的热量,则44g CO2即1 mol CO2反应放出的热量是49.47 kJ,所以该反应的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.47 kJ/mol。(3)BaCO3的溶度积常数小于CaCO3的溶度积常数,为减小误差,最好将空气通入足量Ba(OH)2溶液中;用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,需要计算被吸收的CO2的质量,所以实验时除测定温度、压强和空气的体积外,还需测定生成沉淀的质量。
答案:(1)保护臭氧层
△
(2)①2KHCO3=====K2CO3+CO2↑+H2O
②CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.47 kJ/mol (3)Ba(OH)2 生成沉淀的质量
9.(2015·四川德阳四校联考)硫酸锌被广泛应用于工农业生产和医药领域,工业上由氧化锌矿(主要成分为ZnO,另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等)生产ZnSO4·7H2O的一种流程如下:
-9
-9
(1)步骤Ⅰ包括酸浸和过滤两个操作。
①酸浸时,需不断通入高温水蒸气的目的是______________________________。 ②过滤时为防堵塞,过滤装置需常用NaOH溶液清洗,其清洗原理是_______________ _______________(用化学方程式表示)。
(2)步骤Ⅱ中,在pH约为5.1的滤液中加入高锰酸钾,生成Fe(OH)3和MnO(OH)2两种沉淀,该反应的离子方程式为______________________________。
(3)步骤Ⅲ所得滤渣Z的主要成分是______________________________。 (4)取28.70 g ZnSO4·7H2O加热至不同温度,剩余固体的质量变化如下图所示。
①步骤Ⅳ中的烘干操作需在减压条件下进行,其原因是__________________________。 ②在图中C点,680 ℃时所得固体的化学式为________(填字母序号)。 a.ZnO b.ZnSO4
c.ZnSO4·H2O d.Zn3O(SO4)2
解析:(1)①通入高温水蒸气可以升高温度,使反应速率加快。②由于反应中产生硅酸,硅酸难溶于水,所以过滤时易发生堵塞。硅酸能与氢氧化钠溶液反应,因此过滤装置常用NaOH溶液清洗。(2)该反应为氧化还原反应,Fe元素由+2价升高到+3价,Mn元素从+7价降低到+4价,根据得失电子守恒及质量守恒即可写出该反应的离子方程式。(3)步骤Ⅱ所得滤液中含有铜离子,在步骤Ⅲ中加入锌粉可以把铜置换出来,则步骤Ⅲ所得滤渣Z的主要成分是铜和剩余的锌。(4)①温度高,硫酸锌晶体易分解,减压烘干可以降低烘干温度,防止ZnSO4·7H2O分解。②28.70 g ZnSO4·7H2O晶体的物质的量是0.1 mol,A点晶体质量变为17.90 g,即减少10.8 g,相当于减少0.6 mol结晶水,即A点所得固体的化学式为ZnSO4·H2O。B点与A点相比固体质量又减少1.8 g,说明此时完全失去结晶水,即B点所得固体的化学式为ZnSO4。C点固体质量为13.43 g,如果全部是氧化锌,则其质量应是8.10 g,不合理,所以根据以上分析可知C点所得固体的化学式为Zn3O(SO4)2。
答案:(1)①升高温度,以加快反应速率
②H2SiO3+2NaOH===Na2SiO3+2H2O
(2)3Fe+MnO4+8H2O===3Fe(OH)3↓+MnO(OH)2↓+5H (3)Cu、Zn
(4)①降低烘干的温度,防止ZnSO4·7H2O分解 ②d
2+
-
+