Question

【化学——选修2：化学与技术】研究化肥的合成、废水的处理等有现实的重要意义。

（1）硝酸铵的生产方法是采用硝酸与氨气化合，工业合成氨是一个放热反应，因此低温有利于提高原料的转化率，但实际生产中却采用400～500℃的高温，其原因是                  ；工业生产中，以氨气为原料合成硝酸，写出工业生产硝酸的最后一步的化学方程式_____________。

（2）甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同，但生产流程相同：

已知：CO+H₂OCO₂+H₂

①甲厂以焦炭和水为原料；

②乙厂以天然气和水为原料；

③丙厂以石脑油（主要成分为C₅H₁₂）和水为原料。

按工业有关规定，利用原料所制得的原料气H₂和CO₂的物质的量之比，若最接近合成尿素的原料气NH₃（换算成H₂的物质的量）和CO₂的物质的量之比，则对原料的利用率最高。据此判断甲、乙、丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高?_____________________。

（3）将工厂废气中产生的SO₂通过下列流程如图1，可以转化为有应用价值的硫酸钙等。

①写出反应Ⅰ的化学方程式：                                   。

②生产中，向反应Ⅱ的溶液中加入强还原性的对苯二酚等物质，目的是____________         。

③检验经过反应Ⅲ得到的氨态氮肥中SO₄^2﹣所用试剂是_______________________。

（4）工业上利用氯碱工业产品治理含二氧化硫的废气。图2是氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图。

①用溶液A吸收含二氧化硫的废气，其反应的离子方程式是____________________。

②用含气体B的阳极区溶液吸收含二氧化硫的废气，其反应的离子方程式是_________________。

Answer

（1）催化剂的催化活性较强，反应速率快 3NO2+H2O=2HNO3+NO

（2）丙（3）①2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2

②防止亚硫酸铵被氧化③盐酸和氯化钡（HCl和BaCl2

（4）SO2+2OH﹣=SO32﹣+H2O（或SO2+OH﹣=HSO3﹣） SO2+Cl2+H2O=4H++SO42﹣+2Cl﹣

【解析】

试题分析：（1）高温尽管不利于氨的生成，但在此温度下催化剂的活性较大，可以提高反应速率，用氨气合成硝酸通过了氨气氧化生成一氧化氮，一氧化氮生成二氧化氮，然后用水与二氧化氮反应生成硝酸的三个阶段，因此工业生产硝酸的最后一步的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO。

（2）甲、乙、丙的主要反应分别为：C+H2O(g)CO+H2，CH4+H2OCO+3H2，C5H12+5H2O5CO+11H2；三个工厂都把一氧化碳转化为二氧化碳，所以氢气和二氧化碳的比例分别为2:1，4:1，16:5。而合成尿素的氢气和二氧化碳的比例为3:1，所以丙的利用率最高。

（3）①根据反应物和生成物，反应Ⅰ的化学方程式为2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2。

②加入强还原性的对苯二酚等物质，目的是防止亚硫酸铵被氧化。

③检验硫酸根离子用盐酸和氯化钡，看有无白色沉淀。

（4）①二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸氢钠，即SO2+2OH﹣=SO32﹣+H2O。

②阳极区产生的气体为氯气，与二氧化硫反应生成硫酸和盐酸，即SO2+Cl2+H2O=4H++SO42﹣+2Cl﹣。

考点：考查化学反应条件的选择，氧化还原反应，电解原理的应用。