(18分)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:(系数按顺序填在答题卷上)
用单线桥标出电子转移的方向和数目。
___ 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12 g 碳与水蒸气完全反应生成水煤气时,吸收了131.6 kJ热量。该反应的热化学方程式为
。
(3)活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质),生成气体E和F。当温度分别在T
1和T
2时,测得各物质平衡时物质的量如下表:
物质 T/℃ n/mol
| 活性炭
| NO
| E
| F
|
初始
| 2.030
| 0.100
| 0
| 0
|
T1
| 2.000
| 0.040
| 0.030
| 0.030
|
T2
| 2.005
| 0.050
| 0.025
| 0.025
|
①请结合上表数据,写出NO与活性炭反应的化学方程式
。
②根据上述信息判断,温度T
1和T
2的关系是(填序号)__________。
a.T
1>T
2b.T
1<T
2c.无法比较
(4)标准状况下,将4.48LCO
2通入200mL 1.5mol/L的NaOH溶液,所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为
。
(5)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的混和气为正极助燃气,制得在 650 ℃下工作的燃料电池,其阳极反应式:2CO + 2CO
32-=4CO
2 +4e
- 则阴极反应式:___
____ ,电池总反应式:
(6)CO
2在自然界循环时可与CaCO
3反应,CaCO
3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10
—9。CaCl
2溶液与Na
2CO
3溶液混合可形成CaCO
3沉淀,现将等体积的CaCl
2溶液与Na
2CO
3溶液混合,若Na
2CO
3溶液的浓度为2×10
—4mo1/L ,则生成沉淀所需CaCl
2溶液的最小浓度为
。
(7)常温常压下,饱和CO
2水溶液的pH=5.6,c(H
2CO
3)=1.5×10
-5mol/L。若忽略水的电离及H
2CO
3的第二级电离,则H
2CO
3
HCO
3-+H
+的电离平衡常数K=
。(已知:10
-5.6=2.5×10
-6)。