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工业上制取硝酸铵的流程图如下,请回答下列问题: (1)合成氨的工业设备名称是 ,...

工业上制取硝酸铵的流程图如下,请回答下列问题:

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(1)合成氨的工业设备名称是            ,设备中设置热交换器的目的的是________;此生产过程中,N2与H2合成NH3所用的催化剂是____         ;生产中原料气必须进行脱硫,目的是____        

(2)吸收塔中反应为          ,从生产流程看,吸收塔中需要补充空气,其原因是             

(3)生产硝酸的过程中常会发生一些氮的氧化物,可用如下三种方法处理:

方法一:碱吸收法:

NONO2+2NaOH=2NaNO2H2O,2NO2Na2CO3=NaNO2NaNO3CO2

方法二:氨还原法:

8NH3+6NO2=7N2+12H2O(该反应放热,NO也有类似的反应)

方法三:甲烷吸收法:

CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)  △H=+867kJ·mol1(NO也有类似的反应)

上述三种方法中方法一最大的缺点是____;方法三和方法二相比,优点是________,缺点是_____________。

(4)某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知:由NH3制NO的产率是94%,NO制HNO3的产率是89%,则制HNO3所用的NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其他损耗)的            %(保留三位有效数值)。

 

(1)合成塔,利用余热,节约能源,铁砂网(或铁或铁触媒),防止催化剂中毒;(2)2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO(或4NO+3O2+2H2O=4HNO3),可使NO循环利用,提高原料利用率;(3)单独的NO不能被吸收,甲烷比氨价格便宜,耗能高;(4)54.4。 【解析】 试题分析:(1)合成氨的工业设备是合成塔,热交换器的目的合成氨放热反应,可以利用热量对氨的催化氧化中进行加热,节约能源,因此热交换器作用是:利用余热,节约能源,根据流程图:将氮气和氢气通过铁砂网,产生氨气,因此合成氨的催化剂是铁砂网或铁触媒,在生产过程中,应对气体的杂质进行处理,因为这些杂质可能造成催化剂中毒;(2)根据流程图,吸收塔是NO、空气、水之间的反应,因此发生反应的方程式为:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,补充空气的原因是:可使NO循环利用,提高原料利用率;(3)根据反应方程式的比较,方法一的缺点是:NO不能单独被吸收,方法三和方法二相比,优点是:甲烷比氨气价格便宜,缺点:方法二是放热反应,方法三是吸热反应,因此方法三的缺点是耗能高;(4)NH3→HNO3→NH4NO3,设制取HNO3,消耗NH3为1mol,生成硝酸的物质的量为1×94%×89%=0.837mol,0.837mol硝酸消耗0.837molNH3生成NH4NO3,则所占的百分数为1/(1+0.837)×100%=54.4%。 考点:考查合成氨、化学计算、实验方案的评价等知识。  
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考点分析:
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草酸钴用途广泛,可用于指示剂和催化剂的制备。一种利用水钻矿[主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等]制取CoC2O4.2H2O工艺流程如下:

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己知:,①浸出液含有的阳离子主要有H、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;

②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:

沉淀物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Co(OH)2

Al(OH)3

Mn(OH)2

完全沉淀的pH

3.7

9.6

9.2

5.2

9.8

(1)浸出过程中加入Na2SO3的目的是                  

(2)将氯气通入到热的浓氢氧化钠溶液可以来制取NaClO3,请写出该反应的离子方程式为______________;实验需要制取10.65克NaClO3,需要的氯气由电解食盐水生成,若不考虑反应过程中的损失,则同时生成的氢气的体积为____             .(标准状况下)。

(3)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系 如图所示。滤液II中加入萃取剂的作用是            ;使用萃取剂最适宜的pH是            (填选项序号)。

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A.接近2.0

B.接近3.0

C.接近5.0

(4)“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×1011,Ksp(CaF2)=1.05×101当加入过量NaF后,所得滤液c(Mg2+)/c(Ca2+)=________

(5)为测定制得的无水草酸钴样品的纯度,现称取样品mg,先用适当试剂将其转化,得到纯净的草酸铵溶液,再用过量的稀硫酸酸化,用c mol/L高锰酸钾溶液去滴定,当溶液由           时(填颜色变化),共用去高锰酸钾溶液V mL,计算草酸钴样品的纯度为              

(6)浓度均为0.l mol/L的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中,SO32-、CO32-、HSO3、HCO3浓度从大到小的顺序为          

已知:H2SO3    Ka1=1.54×102     Ka2=1.02×107

H2CO3    Ka1=4.3×107     Ka2=5.6×1011

 

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氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。

(1)下图1是1molNO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式____           

(2)在固定容积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)满分5 manfen5.com2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1  用一定物质的量的N2和H2合成NH3,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变,在其它条件相同的情况下,实验测得反应均进行到t min时NH3的质量分数如右图所示

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此时甲、乙、丙三个容器中一定达到化学平衡状态的是             ,都达到平衡状态时,NH3的质量分数最高的是____        

下图2是实验室在三个不同条件的密闭容器中,分别加入浓度均为c(N2)=0.10 mol/L,c(H2) = 0.26 mol/L进行反应时,N2的浓度随时间的变化如下图①、②、③曲线所示。

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I.该反应实验②平衡时H2的转化率为             

II.据图2所示,②装置中有一个条件与①不同。请指出②相对①改变的条件             

III.计算实验③的平衡常数为___________________

(3)最近美国Simons等科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的方法,其装置用铂黑作电极、加入碱性电解质溶液中,一个电极通入空气,另一电极通入NH3.其电池反应生成一种单质和一种化合物,写出负极的电极反应式            

(4)铜与一定浓度硝酸反应时方程式可表示为:Cu+HNO3一Cu(NO3)2+NO +NO2 +H2O(方程式未配平)。3.2 g Cu被硝酸完全溶解后,如果得到的NO和NO2物质的量相同,则得到标准状况下NO体积为 _______    L。

 

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无水氯化铜是铜(II)的氯化物,化学式为CuCl2,棕黄色固体,吸收水分后变为蓝绿色的二水合物,实验室用如下装置制备少量无水氯化铜。完成下列填空:

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(1)写出烧瓶中(B处)发生反应的化学方程式:____。

(2)c中盛有的试剂为           ,进行实验时应先点燃__(选填“B”或“D”)处酒精灯。

(3)F中盛有碱石灰,其目的是____(选填序号)。

a.吸收HCl  b.吸收Cl2  c.吸收CO2  d.吸收H2SO4

(4)将D中固体改为市售氯化铜(CuCl2.2H2O,Mr=171),也能进行无水氯化铜的制备,此时向D中通入HC1气体,目的是    。若实验条件控制不当,最终得到的物质是碱式氯化铜[化学式为Cu4(OH)nCl(8-n)],且质量是原市售氯化铜的62.7%,则可推算n的值为    (整数值)。

(5)有同学提出将上述装置F(干燥管)改为碱液来处理尾气,请在方框内画出尾气处理装置图。满分5 manfen5.com

 

 

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下列实验装置不能达到实验目的的是

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A.比较非金属性强弱:  Si弱于C,C弱于S

B.用四氯化碳提取碘水中的碘单质

C.观察烧碱的焰色反应

D.比较NaHCO3和Na2CO3的热稳定性

 

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某有机物的结构简式如右图所示,下列有关该有机物的说法正确的是

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A.分子中含有2种官能团

B.可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同

C.与钠和氢氧化钠溶液都能发生反应,且得到的产物相同

D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,且原理相同

 

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