产物的组成及物质的量之比约为________________。 27.(14分)甲醇可作为燃料电池的原料。工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。 (1)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l)+3O2(g) ===2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJ/mol ② 2CO (g)+ O2(g) === 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol ③ H2O(g) ===H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式: 。 (2)甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g) HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题:
①600K时,Y点甲醇的υ(逆) υ(正)(填“>”或“<”) ②从Y点到X点可采取的措施_
-1
③有同学计算得到在t1K时,该反应的平衡常数为8.1 mol·L你认为正确吗? ,
请说明理由 。
(3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中,使用不同方法制得的Cu2O(I)和(II)分别进行催化CH3OH的脱氢实验:CH3OH(g) HCHO(g)+H2(g),
-1
CH3OH的浓度(mol·L)随时间t (min)变化如下表:
序号 温度 0 10 20 30 40 50
① T1 0.050 0.0492 0.0486 0.0482 0.0480 0.0480 ② T1 0.050 0.0488 0.0484 0.0480 0.0480 0.0480 ③ T2 0.10 0.094 0.090 0.090 0.090 0.090 可以判断:实验①的前20 min的平均反应速率 ν(H2)= ;实验温度T1 T2(填“>”、“<”);催化剂的催化效率:实验① 实验②(填“>”、“<”)。
2+3+
(4)电解法可消除甲醇对水质造成的污染,原理是:通电将Co氧化成Co,
3++2+
然后Co将甲醇氧化成CO2和H(用石墨烯吸附除去Co)。现用如右图所示装置模拟上述过程, 除去甲醇的离子方程式为 。 28.(14分)利用湿法炼锌产生的铜镉渣生产金属镉的流程如下:
已知:铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质。
稀硫酸 Zn、Sb2O3 先加KMnO4、再加ZnO
铜镉渣 浸出 单质镉 除钴 除铁 电解 铜渣 含钴废渣 MnO2、Fe(OH)3 电解废液
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.1
-1
mol·L计算): 氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cd(OH)2 Mn(OH)2 开始沉淀的pH 1.5 6.5 7.2 8.2 沉淀完全的pH 3.3 9.9 9.5 10.6 (1)为了提高铜镉渣浸出的速率,可采取的措施有:①适当升高温度;②搅拌;③ 等。已知浸出的金属离子均为二价,写出浸出钴的化学方程式 。
2+
(2)除钴的过程中,需要加入活化剂Sb2O3,锌粉会与Sb2O3、Co的溶液形成微电池并产生合金CoSb。该微电池的正极反应式为 。 (3)除铁的过程分两步进行:
①先加入适量KMnO4,发生反应的离子方程式为 , ②再加入ZnO控制反应液的pH范围为