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CO₂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：

5

5

 C+

4

4

 KMnO₄+

6

6

 H₂SO₄→

5

5

CO₂↑+

4

4

MnSO₄+

2

2

K₂SO₄+

6

6

H₂O
（2）焦炭可用于制取水煤气．测得12g碳与水蒸气完全反应生成水煤气时，吸收了131.6kJ热量．该反应的热化学方程式为

C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.6kJ•mol^-1

C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.6kJ•mol^-1

．
（3）工业上在恒容密闭容器中用下列反应合成甲醇：
CO（g）+2H₂（g）

催化剂

加热

CH₃OH（g）△H=akJ/mol.
如表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）．

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①判断反应达到平衡状态的依据是

BD

BD

．
A．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等
B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．混合气体的密度不变
D．CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化
②某温度下，将2mol CO和一定量的H₂充入2L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得c（CO）=0.2mol/L，则以H₂表示的反应速率v（H₂）=

0.16mol/（L•min）

0.16mol/（L•min）

．
（4）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Li₂CO₃和Na₂CO₃的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO₂的混合气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，其正极反应式：O₂+2CO₂+4e^-═2

CO

2

-

3

，则负极反应式：

2CO-4e^-+2

CO

2

-

3

=4CO₂

2CO-4e^-+2

CO

2

-

3

=4CO₂

．
（5）向BaSO₄沉淀中加入饱和碳酸钠溶液，充分搅拌，弃去上层清液，如此处理多次，可使BaSO₄全部转化为BaCO₃，发生反应：BaSO₄（s）+

CO

2

-

3

（aq）═BaCO₃（s）+

SO

2

-

4

（aq）．已知某温度下该反应的平衡常数K=4.0×10^-2，BaSO₄的K_sp=1.0×10^-10，则 BaCO₃的溶度积K_sp=

2.5×10^-9

2.5×10^-9

．