二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體，可作為一種新型能源。由合成氣(組成為H2、CO和少量的CO2)直接制備二甲醚，其中的主要過程包括以下四個(gè)反應(yīng)：
甲醇合成反應(yīng)：
(ⅰ)CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)    ΔH1＝－90.1 kJ·mol－1
(ⅱ)CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)    ΔH2＝－49.0 kJ·mol－1
水煤氣變換反應(yīng)：
(ⅲ)CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)   ΔH3＝－41.1 kJ·mol－1
二甲醚合成反應(yīng)：
(ⅳ)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)    ΔH4＝－24.5 kJ·mol－1
回答下列問題：
(1)Al2O3是合成氣直接制備二甲醚反應(yīng)催化劑的主要成分之一。工業(yè)上從鋁土礦制備較高純度Al2O3的主要工藝流程是____________________________________________(以化學(xué)方程式表示)。
(2)分析二甲醚合成反應(yīng)(ⅳ)對于CO轉(zhuǎn)化率的影響
________________________________________________________________________。
(3)有研究者在催化劑(含Cu­Zn­Al­O和Al2O3)、壓強(qiáng)為5.0 MPa的條件下，由H2和CO直接制備二甲醚，結(jié)果如圖所示。其中CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因是_________________________________________________。

(4)二甲醚直接燃料電池具有啟動(dòng)快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其能量密度高于甲醇直接燃料電池(5.93 kW·h·kg－1)。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為__________
_____________________，一個(gè)二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生________________個(gè)電子的電量；該電池的理論輸出電壓為1.20 V，能量密度E＝_______________(列式計(jì)算。能量密度＝電池輸出電能/燃料質(zhì)量，1 kW·h＝3.6×106 J)。

(1)Al2O3(鋁土礦)＋2NaOH＋3H2O=2NaAl(OH)4、NaAl(OH)4＋CO2=Al(OH)3↓＋NaHCO3、2Al(OH)3Al2O3＋3H2O　(2)消耗甲醇，促進(jìn)甲醇合成反應(yīng)(ⅰ)平衡右移，CO轉(zhuǎn)化率增大；生成的H2O，通過水煤氣變換反應(yīng)(ⅲ)消耗部分CO　(3)反應(yīng)放熱，溫度升高，平衡左移
(4)CH3OCH3＋3H2O=2CO2＋12H＋＋12e－　12
÷(3.6×106J·kW－1·h－1)＝8.39 kW·h·kg－1

解析

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

鋁是一種重要的金屬，在生產(chǎn)、生活中具有許多重要的用途，下圖是從鋁土礦中制備鋁的工藝流程：

已知：
(1)鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)；
(2)溶液中的硅酸鈉與偏鋁酸鈉反應(yīng)，能生成硅鋁酸鹽沉淀，化學(xué)反應(yīng)方程式為：2Na2SiO3＋2NaAlO2＋2H2O=Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH
回答下列問題：
(1)寫出向鋁土礦中加入足量氫氧化鈉溶液后，該步操作中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：                                                          。
(2)濾渣A的主要成分為       ；濾渣A的用途是       (只寫一種)；實(shí)驗(yàn)室過濾時(shí)使用玻璃棒，其作用是       。
(3)在工藝流程第三步中，選用二氧化碳作酸化劑的原因是          。
(4)若將鋁溶解，下列試劑中最好選用       (填編號)。
A．濃硫酸       B．稀硫酸       C．稀硝酸
理由是                                                    。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

工業(yè)上以黃銅礦(主要成分CuFeS2)為原料制備金屬銅，有如下兩種工藝。
I.火法熔煉工藝:將處理過的黃銅礦加人石英，再通人空氣進(jìn)行焙燒，即可制得粗銅。
（1）焙燒的總反應(yīng)式可表示為：2CuFeS2 + 2SiO2+5O2＝2Cu+2FeSi03+4SO2該反應(yīng)的氧化劑是_____。
（2）下列處理SO2的方法，不合理的是_____

A．高空排放
B．用純堿溶液吸收制備亞硫酸鈉
C．用氨水吸收后，再經(jīng)氧化制備硫酸銨
D．用BaCl2溶液吸收制備BaSO3
（3）爐渣主要成分有FeO 、Fe2O3 、SiO2 ,Al2O3等，為得到Fe2O3加鹽酸溶解后，后續(xù)處理過程中,未涉及到的操作有_____。
A過濾；B加過量NaOH溶液；C蒸發(fā)結(jié)晶；D灼燒；E加氧化劑
II.FeCl3溶液浸取工藝:其生產(chǎn)流程如下圖所示

（4）浸出過程中，CuFeS2與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式為 _____________。
（5）該工藝流程中，可以循環(huán)利用的物質(zhì)是_____(填化學(xué)式)。
（6）若用石墨電極電解濾液，寫出陽極的電極反式_____________。
（7）黃銅礦中含少量Pb,調(diào)節(jié)C1一濃度可控制濾液中Pb2+的濃度，當(dāng)c(C1一)＝2mo1·L-1時(shí)溶液中Pb2+物質(zhì)的量濃度為__mol·L-1。[已知KSP(PbCl2)＝1 x 10一5]

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

某學(xué)校化學(xué)興趣小組為探索金屬回收物的綜合利用，專門設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)用含有鋁、鐵、銅的合金制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體（FeSO4·7H2O）和膽礬晶體（CuSO4·5H2O），其實(shí)驗(yàn)方案如下：

請回答下列問題：
（1）過濾用的玻璃儀器有________。
（2）小組成員經(jīng)過檢測，發(fā)現(xiàn)制得的綠礬不純，試分析原因：________________________，要想由沉淀I最終制得純度較高的綠礬，應(yīng)如何改進(jìn)：______________________。
（3）小組成員從資料中獲知H2O2是一種綠色氧化劑，在濾渣B中加入稀硫酸和H2O2可以使B溶解，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。
（4）有同學(xué)提出可將方案中最初溶解合金的鹽酸改用燒堿，重新設(shè)計(jì)方案，也能最終制得三種物質(zhì)，你認(rèn)為后者方案相對于前者方案________（填“更合理” 或“不合理”），理由是__________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

檸檬酸亞鐵(FeC6H6O7)是一種易吸收的高效鐵制劑，可由綠礬(FeSO4·7H2O)通過下列反應(yīng)制備：
FeSO4＋Na2CO3=FeCO3＋Na2SO4
FeCO3＋C6H8O7=FeC6H6O7＋CO2＋H2O
下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L－1計(jì)算)。

金屬離子
開始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3＋
1.1
3.2
Al3＋
3.0
5.0
Fe2＋
5.8
8.8
 
(1)制備FeCO3時(shí)，選用的加料方式是________(填字母)，原因是_________________________________
a．將FeSO4溶液與Na2CO3溶液同時(shí)加入到反應(yīng)容器中
b．將FeSO4溶液緩慢加入到盛有Na2CO3溶液的反應(yīng)容器中
c．將Na2CO3溶液緩慢加入到盛有FeSO4溶液的反應(yīng)容器中
(2)生成的FeCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌，檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是_______________________________。
(3)將制得的FeCO3加入到足量檸檬酸溶液中，再加入少量鐵粉，80℃下攪拌反應(yīng)。
①鐵粉的作用是_____________________。
②反應(yīng)結(jié)束后，無需過濾，除去過量鐵粉的方法是________________________________。
(4)最后溶液經(jīng)濃縮、加入適量無水乙醇、靜置、過濾、洗滌、干燥，獲得檸檬酸亞鐵晶體。分離過程中加入無水乙醇的目的是__________________。

(5)某研究性學(xué)習(xí)小組欲從硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3)出發(fā)，先制備綠礬，再合成檸檬酸亞鐵。請結(jié)合右圖的綠礬溶解度曲線，補(bǔ)充完整由硫鐵礦燒渣制備FeSO4·7H2O晶體的實(shí)驗(yàn)步驟(可選用的試劑：鐵粉、稀硫酸和NaOH溶液)：向一定量燒渣中加入足量的稀硫酸充分反應(yīng)，________，得到FeSO4溶液，________，得到FeSO4·7H2O晶體。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

如圖是傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)金屬鋁的基本流程圖。

請回答：
（1）金屬鋁常用來制造容器，但鋁制餐具不宜用來蒸煮或長時(shí)間存放酸性、堿性等食物，寫出鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式：_____________________________________。
石油煉制和煤的干餾產(chǎn)品________(填物質(zhì)名稱)作電解鋁的陰極和陽極材料。
（2）在冶煉過程中，陽極材料需要定期進(jìn)行更換，原因是該極材料不斷被消耗，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是____________________________________(用化學(xué)方程式表示)。
（3）工業(yè)上通過電解熔融的MgCl2制取金屬鎂，電解反應(yīng)方程式為________________。鎂和鋁都是活潑金屬，為什么在電解冶煉過程中，一個(gè)用氯化物，一個(gè)用氧化物，請說明理由。________________________________________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

氯化鐵是常見的水處理劑,無水FeCl3易升華。工業(yè)上制備無水FeCl3的一種工藝如圖所示:

（1）加入吸收塔的吸收劑X應(yīng)是   （填字母編號）。
a.NaOH溶液      b.飽和食鹽水        c.FeCl2溶液      d.淀粉KI溶液
（2）取0.5 mL飽和FeCl3溶液滴入50 mL沸水中,得紅褐色氫氧化鐵膠體,則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為                  。
（3）實(shí)驗(yàn)室中從FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶體的過程中,需先加入   且保持過量,然后進(jìn)行的操作依次為   、冷卻結(jié)晶、過濾。
（4）將H2S氣體通入FeCl3溶液中會出現(xiàn)渾濁,則其反應(yīng)的離子方程式為          。
（5）鐵鉻氧化還原液流電池是一種低成本的儲能電池,電池結(jié)構(gòu)如圖所示（電極材料為石墨）,工作原理為:Fe3++Cr2+Fe2++Cr3+
則電池放電時(shí),Cl-將移向   極（填“正”或“負(fù)”）;充電時(shí),陰極的電極反應(yīng)式為                  。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

氟化銅是一種鋰/氟化銅電池正極活性材料，可通過下列方法制備：在鉑皿中將氧化銅用過量的40%氫氟酸溶解，先制成CuF2·5HF·5H2O，再將生成物放入鎳管內(nèi)的鉑舟中，在干燥的氟化氫氣流中以400%進(jìn)行加熱脫水，最后通入氮?dú)狻?br />（1）制備過程中用鉑皿而不用玻璃器皿的原因是______________________________________（用化學(xué)方程式表示）。
（2） 鋰/氟化銅電池放電時(shí)總反應(yīng)為置換反應(yīng)，其化學(xué)方程式為____________________________________________________。
（3）準(zhǔn)備稱取上述制備的樣品（僅含CuF2和CuO） 2.120 g，在通風(fēng)櫥中加入稀硫酸至完全溶解，然后加入足量的氫氧化鈉溶液，得沉淀，將沉淀充分灼燒，得1.680 g黑色固體，計(jì)算樣品中CuF2和CuO的物質(zhì)的量之比。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

鐵和鐵的化合物用途廣泛。請回答下列問題：
（1）寫出在潮濕空氣中鋼鐵銹蝕時(shí)正極反應(yīng)的電極反應(yīng)式：_______________________。
將生銹的鐵屑放入H2SO4溶液中充分溶解后，在溶液中并未檢測出Fe3＋，用離子方程式說明原因：______________________________________。
（2）愛迪生蓄電池的反應(yīng)式為
①愛迪生蓄電池的正極是                       ， 該電池工作一段時(shí)間后必須充電，充電時(shí)生成Fe的反應(yīng)類型是______。
②高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型凈水劑。用如圖裝置可以制取少量高鐵酸鈉。寫出在用電解法制取高鐵酸鈉時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式___________________________________。

③你認(rèn)為高鐵酸鈉作為一種新型凈水劑的理由錯(cuò)誤的是 ______。
a．高鐵酸鈉溶于水形成一種膠體，具有較強(qiáng)的吸附性
b．高鐵酸鈉在消毒殺菌時(shí)被還原生成Fe3＋，F(xiàn)e3＋水解產(chǎn)生氫氧化鐵膠體能吸附懸浮雜質(zhì)
c．高鐵酸鈉具有強(qiáng)氧化性，能消毒殺菌
d．高鐵酸鈉具有強(qiáng)還原性，能消毒殺菌
（3）某FeO、Fe2O3混合物中，鐵、氧的物質(zhì)的量之比為4︰5，其中Fe2+與Fe3+物質(zhì)的量之比為___________。

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同步練習(xí)冊答案