开发新能源是解决环境污染的重要举措，工业上常用CH4与CO2反应制备H2和CO．（1）钯的化合物PbCl2通过化学反应可用来检测CO气体，该反应的反应物与生成物有CO、Pb、H2O、HCl、PbCl2和一种未知

Question

开发新能源是解决环境污染的重要举措，工业上常用CH₄与CO₂反应制备H₂和CO．
（1）钯的化合物PbCl₂通过化学反应可用来检测CO气体，该反应的反应物与生成物有CO、Pb、H₂O、HCl、PbCl₂和一种未知物质X、X的化学式为___．
（2）甲烷经重整催化作用提供反应气的燃料电池如图所示（以熔融Li₂CO₃和K₂CO₃为电解质）．通入甲烷的电极为___（填“正极”或“负极”），正极的电极反应式为___，该电池工作一段时间后，消耗甲烷3.36L（标准状况，下同），则B极上消耗空气和二氧化碳混合气体的体积为___L．[已知空气中V（N₂）：V（O₂）=4：1]
（3）CO₂通过碳化反应可将钙镁的氢氧化物中的Ca²⁺、Mg²⁺分离．化学方程式如下：Ca（OH）₂+Mg（OH）₂+3CO₂⇌CaCO₃+Mg（HCO₃）₂+H₂O．已知：25℃时，CaCO₃的K_sp为2.5×10^-9，碳酸钙的溶解度是___g．
（4）①将一定量的CO₂（g）和CH₄（g）通入一恒容密闭容器中发生反应：CO₂（g）+CH₄（g）⇌2CO（g）+2H₂（g）．其他条件相同，在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ）作用下反应相同时间后，体系中CO含量随反应温度的变化如图2所示．

在a点与b点对应的反应条件下，反应继续进行一段时间后达到平衡，平衡常数K_a___（填“>”“<”或“=”）K_b；c点CO含量高于b点的原因是___．
②为了探究反应：CO₂（g）+CH₄（g）⇌2CO（g）+2H₂（g）的反应速率与浓度的关系，起始时向恒容密闭容器中通入CH₄与CO₂，使其物质的量浓度均为1.0 mol•L^-1，平衡时，根据相关数据，绘制出两条反应速率-浓度关系曲线：v_正-c（CH₄）和v_逆-c（CO）．
则与曲线v_正-c（CH₄）相对应的是如图3中曲线___（填“甲”或“乙”）；该反应达到平衡后，某一时刻降低温度，反应重新达到平衡，平衡常数减小，则此时曲线甲对应的平衡点可能为___．

Answer 1

（1）PbCl₂通过化学反应可用来检测CO气体，则CO和PbCl₂应为反应物，而该反应的反应物与生成物有CO、Pb、H₂O、HCl、PbCl₂和一种未知物质X，根据元素守恒可判断出Pb、HCl应为生成物，利用氢元素守恒可知H₂O为反应物，该根据化合价升降可知，反应的方程式可写成PbCl₂+CO+H₂O=Pb+2HCl+X，所以X的化学式为CO₂，
故答案为：CO₂；
（2）根据图可知，该燃料电池中，通入甲烷与二氧化碳反应生成氢气和一氧化碳，1mol甲烷可以生成2mol氢气，氢气失去电子发生氧化反应，则该电极为原电池的负极，负极电极反应式为：H₂-2e^-+CO₃^2-=CO₂+H₂O，通入空气和CO₂的混合气体一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，当甲烷为3.36L（标准状况，下同），即0.15mol时，生成氢气为0.3mol，发生电极反应时转移电子的物质的量为0.6mol，根据反应O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，此时在正极消耗的氧气为0.15mol，二氧化碳为0.3mol，则所需空气的物质的量为0.75mol，所以共消耗空气和二氧化碳混合气体的物质的量为1.05mol，其体积为23.52L，
故答案为：负极；O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-；23.52；
（3）根据CaCO₃的K_sp为2.5×10^-9可知，碳酸钙饱和溶液中碳酸钙的物质的量浓度为√(2.5×10-9)mol/L=5.0×10^-5 mol/L，所以碳酸钙的溶解度为(5.0×10-4×100)/(1000)×100g=5.0×10^-4 g，
故答案为：5.0×10^-4；
（4）①根据图3可知，随着温度升高，CO的含量增大，说明平衡正向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，平衡常数只受温度影响，ab两点的温度相同，所以K_a=K_b，c点的温度高于b点，升高温度平衡正向移动，所以c点的CO的含量高于b点，
故答案为：=；c点的温度高于b点，升高温度平衡正向移动；
②CH₄与CO₂其起始的物质的量浓度均为1.0 mol•L^-1，且随着反应的进行，甲烷的浓度会越来越小，正反应速率也会越来越小，所以曲线v_正-c（CH₄）相对应的是如图3中曲线是乙线，根据图可知，反应平衡时图中对应的点应为A和F点，降温后，反应速率减小，平衡逆向移，甲烷的浓度会增大，所以此时曲线甲对应的平衡点可能为应为B点，CO的浓度会减小，对应的为E点
故答案为：乙；B或E．