(2014•南通三模)一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业.
(1)高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法,相关反应的热化学方程式如下:
4CO(g)+Fe3O4(s)═4CO2(g)+3Fe(s)△H=a kJ•mol-1
CO(g)+3Fe2O3(s)═CO2(g)+2Fe3O4(s)△H=b kJ•mol-1
反应3CO(g)+Fe2O3(s)═3CO2(g)+2Fe(s)的△H=
(2)电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到.
第一步:2CH3OH(g)⇌HCOOCH3(g)+2H2(g)△H>0
第二步:HCOOCH3(g)⇌CH3OH(g)+CO(g)△H>0
①第一步反应的机理可以用图表示:
图中中间产物X的结构简式为HCHOHCHO.
②在工业生产中,为提高CO的产率,可采取的合理措施有升高温度,降低压强升高温度,降低压强.
(3)为进行相关研究,用CO还原高铝铁矿石,反应后固体物质的X-射线衍射谱图如右图1示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同).反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐,该反应的离子方程式为FeAl2O4+8H+=Fe2++2Al3++4H2OFeAl2O4+8H+=Fe2++2Al3++4H2O.
(4)某催化剂样品(含Ni2O340%,其余为SiO2)通过还原、提纯两步获得镍单质:首先用CO将33.2g样品在加热条件下还原为粗镍;然后在常温下使粗镍中的Ni与CO结合成Ni(CO)4(沸点43℃),并在180℃时使Ni(CO)4重新分解产生镍单质.
上述两步中消耗CO的物质的量之比为3:83:8.
(5)为安全起见,工业生产中需对空气中的CO进行监测.
①粉红色的PdCl2溶液可以检验空气中少量的CO.若空气中含CO,则溶液中会产生黑色的Pd沉淀.每生成5.3gPd沉淀,反应转移电子数为0.1NA0.1NA.
②使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量,其结构如右图2示.这种传感器利用原电池原理,则该电池的负极反应式为CO+H2O-2e-=CO2+2H+CO+H2O-2e-=CO2+2H+.
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