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  • 欧盟原定于\(\rm{2012}\)年\(\rm{1}\)月\(\rm{1}\)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\(\rm{CO_{2}}\)的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫\(\rm{.}\)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.
    \(\rm{(1)}\)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒\(\rm{(}\)杂质\(\rm{)}\),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:
    ______  \(\rm{C+}\) ______  \(\rm{KMnO_{4}+}\) ______  \(\rm{H_{2}SO_{4}→}\) ______ \(\rm{CO_{2}↑+}\) ______ \(\rm{MnSO_{4}+}\) ______ \(\rm{K_{2}SO_{4}+}\) ______ \(\rm{H_{2}O}\)
    \(\rm{(2)}\)焦炭可用于制取水煤气\(\rm{.}\)测得\(\rm{12g}\)碳与水蒸气完全反应生成水煤气时,吸收了\(\rm{131.6kJ}\)热量\(\rm{.}\)该反应的热化学方程式为 ______ .
    \(\rm{(3)}\)工业上在恒容密闭容器中用下列反应合成甲醇:
    \(\rm{CO(g)+2H_{2}(g) \underset{{加热}}{\overset{{催化剂}}{{\rightleftharpoons}}}CH_{3}OH(g)\triangle H=akJ/mol}\).
    如表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数\(\rm{(K)}\).
    温度 \(\rm{250℃}\) \(\rm{300℃}\) \(\rm{350℃}\)
    \(\rm{K}\) \(\rm{2.041}\) \(\rm{0.270}\) \(\rm{0.012}\)
    \(\rm{①}\)判断反应达到平衡状态的依据是 ______ .
    A.生成\(\rm{CH_{3}OH}\)的速率与消耗\(\rm{CO}\)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.\(\rm{CH_{3}OH}\)、\(\rm{CO}\)、\(\rm{H_{2}}\)的浓度都不再发生变化
    \(\rm{②}\)某温度下,将\(\rm{2mol}\) \(\rm{CO}\)和一定量的\(\rm{H_{2}}\)充入\(\rm{2L}\)的密闭容器中,充分反应\(\rm{10min}\)后,达到平衡时测得\(\rm{c(CO)=0.2mol/L}\),则以\(\rm{H_{2}}\)表示的反应速率\(\rm{v(H_{2})=}\) ______ .
    \(\rm{(4)CO}\)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\(\rm{Li_{2}CO_{3}}\)和\(\rm{Na_{2}CO_{3}}\)的熔融盐混合物作电解质,\(\rm{CO}\)为负极燃气,空气与\(\rm{CO_{2}}\)的混合气为正极助燃气,制得在\(\rm{650℃}\)下工作的燃料电池,其正极反应式:\(\rm{O_{2}+2CO_{2}+4e^{-}═2CO_{3}^{2-}}\),则负极反应式: ______ .
    \(\rm{(5)}\)向\(\rm{BaSO_{4}}\)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\(\rm{BaSO_{4}}\)全部转化为\(\rm{BaCO_{3}}\),发生反应:\(\rm{BaSO_{4}(s)+CO_{3}^{2-}(aq)═BaCO_{3}(s)+SO_{4}^{2-}(aq).}\)已知某温度下该反应的平衡常数\(\rm{K=4.0×10^{-2}}\),\(\rm{BaSO_{4}}\)的\(\rm{K_{sp}=1.0×10^{-10}}\),则 \(\rm{BaCO_{3}}\)的溶度积\(\rm{K_{sp}=}\) ______ .
    【考点】电解池的工作原理,沉淀溶解平衡,氧化还原反应方程式的配平,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断
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    难度:较易
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