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【化学—化学与技术】 工业合成上氨及氨氧化法制硝酸的流程图如下,回答下列问题: ...

【化学—化学与技术】

工业合成上氨及氨氧化法制硝酸的流程图如下,回答下列问题:

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(1)工业合成氨的原料是N2和H2设备A的名称是           ;其中N2可从空气中分离出来,方法是先将空气              ,然后              即可得到;H2可以水和天然气为原料在催化剂作用下高温制取,其化学方程式为_________     

(2)在原料气制备过程中必须进行脱硫,目的是____________________。

(3)利用石灰乳来除去硝酸工业的尾气(含NO、NO2),既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO2)2,已知NO和NO2按1:1通入碱液中生成亚硝酸盐。

上述工艺中采用气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入,石灰乳从吸收塔顶喷淋),其目的是                                ;滤渣可循环使用,滤渣的主要成分是       (填化学式)。

该工艺需控制NO 和NO2 物质的量之比接近1:1。若n(NO):n(NO2)1:1,则会导致            ;若n(NO):n(NO2)1:1,则会导致            

(4) 某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知:由NH3制NO的产率是95%,NO制HNO3的产率是90%,则制HNO3所用的NH3的质量占总耗NH3质量的        %(保留三位有效数值)。

 

(1)合成塔 液化 蒸馏或控制N2的沸点加热蒸发 CH4+H2O(g)CO+3H2 (2) 防止催化剂中毒 (3)① 使尾气中的NO、NO2 被充分吸收 Ca(OH)2 ②排放气体中NO 含量升高 产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高(4)53.9 【解析】 试题分析:(1)工业合成氨的原料是N2和H2,合成氨的设备依次有:压缩机、合成塔、冷凝器、氨分离器、循环压缩机,装置A为合成塔,在其中为压缩的氮气和氢气反应生成氨气,反应原料N2可从空气中分离出来,方法是先将空气液化,然后蒸馏或控制N2的沸点加热蒸发,氮气先汽化,即可得到,水蒸气和甲烷反应生成一氧化碳和氢气,反应为CH4+H2O(g)CO+3H2; (2)工业上在合成氨的过程中,必须对原料进行净化,防止催化剂铁触媒中毒,而减小催化活性; (3)①使尾气中NO、NO2与石灰乳充分接触,NO、NO2被充分吸收;滤渣主要成分是Ca(OH)2; ②若n(NO):n(NO2)>1:1,则一氧化氮过量,排放气体中NO含量升高;若n(NO):n(NO2)<1:1,则二氧化氮过量,二氧化氮可与石灰乳反应生成Ca(NO3)2,导致产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高; (4)由NH3制NO的产率是95%、NO制HNO3的产率是90%,根据氮原子守恒可知,NH3~NO~HNO3,则1mol氨气可得到硝酸1mol×95%×90%=0.855mol,由HNO3+NH3═NH4NO3,则该反应消耗的氨气的物质的量为0.855mol,氨气的质量之比等于物质的量之比,则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量的百分数为 ×100%=53.9%;即制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量的53.9%。 考点:考查考查学生在“工艺流程阅读分析,化学反应原理在工艺流程的应用,氧化还原反应分析,相关反应的书写”等方面,考查学生对新信息的处理能力  
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考点分析:
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银氨溶液可用于检测CO气体,实验室研究的装置如图:

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已知:银氨溶液的化学式:

Ag(NH3)2OH

反应结束后试管C底部有黑色

沉淀生成,

分离出上层清液和底部黑色

固体备用。

(1)甲酸(HCOOH)遇浓硫酸分解生成CO和H2O,该反应体现浓硫酸的           性。

(2)装置A中软管的作用是                            

(3)为验证上层清液中产物的成分,进行如下实验:

a.测得上层清液pH为10。

b.向上层清液中滴加几滴Ba(OH)2溶液,发现有白色浑浊出现,同时产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。

c.取新制的银氨溶液滴加几滴Ba(OH)2溶液,无明显现象。

实验c的目的是                                

根据上述实验现象判断,上层清液中产物成分为          (填化学)。

(4)设计实验证明黑色固体的成分是Ag:

可供选择的试剂有:浓硫酸、浓硝酸、NaOH溶液、NaCl溶液。

取少量上述黑色固体,用蒸馏水洗净,                    ,说明黑色固体是Ag单质。(补充必要的实验内容及实验现象)

(5)从银氨溶液中回收银的方法是:向银氨溶液中加入过量盐酸,过滤,向沉淀AgCl中加入羟氨(NH2OH),充分反应后可得银,羟氨被氧化为N2

写出生成AgCl沉淀的离子反应                         

若该反应中消耗3.3 g羟氨,理论上可得银的质量为                  g。

 

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铜及其化合物在工业上有许多用途。回答下列问题:

(1)某工厂以辉铜矿(主要成分为Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如下:

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浸取反应中氧化剂的化学式为        ;滤渣的成分为MnO2        (写化学式)

“除铁”这一步反应在25进行,加入试剂A为__________,若A后溶液PH调为4,溶液中Fe3+离子浓度为            mol/L。已知Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-38

“沉锰”(除Mn2+)过程中反应的离子方程式                     

滤液经蒸发结晶得到的盐主要是                         (写化学式)。

(2)某实验小组同学用电化学原理模拟湿法炼铜,进行了一系列探究活动。

下图1为某实验小组设计的原电池装置,盐桥内装载的是足量用饱和氯化钾溶液浸泡的琼脂,反应前电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差25.8g,则导线中通过了_____   mol电子,若不考虑甲、乙两池电解质溶液中的离子向盐桥中移动,则乙池电解质溶液的质量与实验前的电解质溶液的质量差△m=         g满分5 manfen5.com

其他条件不变,若将盐桥换成光亮的U形弯铜丝浸入甲池与乙池,如图2所示,电流计指针偏转方向与先前一样,但偏转角度明显减小。一段时间后,乙池石墨棒浸入液面以下部分析出了一层紫红色固体,甲池铜丝附近溶液的pH___(填“减小”、“增大”或“不变”) ,乙池中石墨为_____极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)

 

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发展洁净煤技术、利用CO2制备清洁能源等都是实现减碳排放的重要途径。

(1)将煤转化成水煤气的反应:C(s)+H2O(g) 满分5 manfen5.comCO(g)+H2(g)可有效提高能源利用率, 若在上述反应体系中加入催化剂(其他条件保持不变),此反应的H ________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)CO2制备甲醇:CO2(g)+3H2(g)满分5 manfen5.comCH3OH(g)+H2O(g); ΔH=-49.0 kJ·mol-1

在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO23 mol H2,测得CO2(g) CH3OH(g)

浓度随时间变化如图1所示

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09min时间内,该反应的平均反应速率ν(H2) = _________________________

在相同条件下,密闭容器的体积缩至0.5 L时,此反应达平衡时放出的热量(Q)可能是________(填字母序号)kJ

a. 0 < Q < 29.5    b. 29.5 < Q < 36.75    c. 36.75 < Q < 49  d. 49 < Q < 98

在一定条件下体系中CO2平衡转化率(α)与LX的关系如图2所示LX 分别表示温度或压强。

iX表示的物理量是  ________________

ii. 判断L1L2的大小关系,并简述理由:________

3用铜基催化剂光照条件下由CO2H2O制备CH3OH的装置示意图如图3所示,该装置工作时阴极的电极反应式是_____________________

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4CO2NH3为原料合成尿素,在合成塔中的主要反应可表示如下:

反应2NH3(g)CO2(g) 满分5 manfen5.com NH2CO2NH4(s)   H1= ­__________________

反应NH2CO2NH4(s) 满分5 manfen5.com CO(NH2)2(s)H2O(g)   H2=72.49kJ·mol1

总反应:2NH3(g)CO2(g) 满分5 manfen5.com CO(NH2)2(s)H2O(g) H=86.98kJ·mol1

反应H1=_______________

 

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T时,在一固定容积的密闭容器中发生反应:A(g)+B(g) 满分5 manfen5.comC(s) H<0,按照

不同配比充入A、B,达到平衡时容器中A、B浓度变化

如图中曲线(实线)所示,下列判断正确的是

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A.T 时,该反应的平衡常数值为4

B.c点没有达到平衡,此时反应向逆向进行

C.若c点为平衡点,则此时容器内的温度高于T

D.T时,直线cd 上的点均为平衡状态

 

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用下列实验装置进行相应实验,装置正确且能达到实验目的的是

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A用图a所示装置干燥SO2气体

B用图b所示装置蒸发CH3COONa溶液得醋酸钠晶体

C用图c所示装置分离有机层与水层,水层从分液漏斗下口放出

D用图d所示装置测量氯气的体积

 

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