7.
欧盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暖,使得对如何降低大气中CO
2的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫.请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质.
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式:
______
C+
______
KMnO
4+
______
H
2SO
4→
______
CO
2↑+
______
MnSO
4+
______
K
2SO
4+
______
H
2O
(2)焦炭可用于制取水煤气.测得12g碳与水蒸气完全反应生成水煤气时,吸收了131.6kJ热量.该反应的热化学方程式为
______
.
(3)工业上在恒容密闭容器中用下列反应合成甲醇:
CO(g)+2H
2(g)
CH
3OH(g)△H=akJ/mol.
如表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K).
温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
①判断反应达到平衡状态的依据是
______
.
A.生成CH
3OH的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.混合气体的密度不变
D.CH
3OH、CO、H
2的浓度都不再发生变化
②某温度下,将2mol CO和一定量的H
2充入2L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则以H
2表示的反应速率v(H
2)=
______
.
(4)CO还可以用做燃料电池的燃料,某熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,该电池用Li
2CO
3和Na
2CO
3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO
2的混合气为正极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,其正极反应式:O
2+2CO
2+4e
-═2CO
32-,则负极反应式:
______
.
(5)向BaSO
4沉淀中加入饱和碳酸钠溶液,充分搅拌,弃去上层清液,如此处理多次,可使BaSO
4全部转化为BaCO
3,发生反应:BaSO
4(s)+CO
32-(aq)═BaCO
3(s)+SO
42-(aq).已知某温度下该反应的平衡常数K=4.0×10
-2,BaSO
4的K
sp=1.0×10
-10,则 BaCO
3的溶度积K
sp=
______
.