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综合大题标准练(四)

1．粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，主要成分有Al2O3、Fe2O3、FeO和SiO2等物质。综合利用粉煤灰不仅能够防止环境污染，还能制得纳米Fe2O3等重要物质。

已知：

①伯胺R—NH2能与Fe3＋反应：3R—NH2＋Fe3＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋H2OFe(NH2—R)3(OH)SO4＋H＋，生成易溶于煤油的产物。

②Fe3＋在水溶液中能与Cl－反应：Fe3＋＋6Cl－[FeCl6]3－。

(1)“酸浸”过程中FeO发生反应的离子方程式为_____________________________

________________________________________________________________________；

滤渣的成分为____________________。

(2)加入过量H2O2的作用是________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)伯胺-煤油可对浸取液进行分离，该操作的名称是__________。

(4)向水层Ⅱ中加入N2H4可使Fe3＋转化为Fe2＋并放出对环境无害的气体，理论上氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________；向所得弱酸性溶液中再通入O2即可生成FeOOH，其离子方程式为____________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案(1)2H＋＋FeO===Fe2＋＋H2OSiO2

(2)将亚铁离子完全氧化为铁离子，有利于与伯胺反应，提高萃取率(3)萃取、分液(4)4∶14Fe2＋＋O2＋6H2O===4FeOOH↓＋8H＋

解析向粉煤灰中加入硫酸酸浸，除去滤渣SiO2等，浸取液加入过量双氧水和伯胺-煤油，得到水层和有机层，分液后，有机层加入氯化钠溶液反萃取，得到水层，再加入过量肼和氧气，得到FeOOH，煅烧得到纳米氧化铁。(4)向水层Ⅱ中加入N2H4可使Fe3＋转化为Fe2＋并放出对环境无害的气体即氮气，反应的离子方程式为4Fe3＋＋N2H4===4Fe2＋＋N2↑＋4H＋，该反应中Fe元素化合价由＋3价变为＋2价，N元素化合价由－2价变为0价，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1；向所得弱酸性溶液中再通入O2即可生成FeOOH，其离子方程式为4Fe2＋＋O2＋6H2O===4FeOOH↓＋8H＋。

2．气候变化是目前全球最重要、最紧迫的议题之一，CO2的综合利用是解决该问题的有效途径。

(1)可利用CH4与CO2制备“合成气(CO、H2)”，还可制备甲醇、二甲醚、碳基燃料等产品。甲烷、二氧化碳干式重整涉及以下反应：

ⅰ.CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH1K1

ⅱ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH2K2

ⅲ.CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)ΔH3K3

ΔfHeq\o\al(θ,m)为标准摩尔生成焓，其定义为标准状态下，由稳定相态的单质生成1mol该物质的焓变。对于稳定相态单质，其ΔfHeq\o\al(θ,m)为零。根据下表所示数据，计算反应ⅰ的反应热ΔH1＝________。

物质

CH4

CO2

CO

ΔfHeq\o\al(θ,m)/(kJ·mol－1)

－74.8

－393.5

－110.5

(2)利用“合成气”合成甲醇后，甲醇脱水制得二甲醚的反应为2CH3OH(g)eq\o(,\s\up7(催化剂))CH3OCH3(g)＋H2O(g)，当T＝500K时，反应平衡常数Kc≈9，该温度下，在密闭容器中加入一定量CH3OH，反应到达平衡状态时，体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数__________(填字母)。

A．<eq\f(1,3) B．＝eq\f(1,3)

C．>eq\f(1,3) D．无法确定

(3)以CO2为原料合成甲醇可以减少CO2的排放，实现碳的循环利用。一种铜基催化剂对该反应有良好的催化效果。

①有学者提出CO2转化成甲醇的催化机理如图1所示，反应的副产物有______________。

②一定条件下使CO2、H2混合气体通过反应器，检测反应器出口气体的成分及其含量，计算CO2的转化率和CH3OH的选择性以评价催化剂的性能。

已知