- 从海水中提取重水——电解法
- 共657题
(14分)一种“人工固氮”的新方法是在光照条件下,N2在催化剂表面与水蒸气发生反应生成NH3和氧气。已知:
(1)请根据以上信息,写出“人工固氮”新方法的热化学方程式:_____▲______;
(2)进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(反应时间3 h):
①50℃时从开始到3 h内以O2物质的量浓度变化表示的平均反应速率为 ▲ ;
②与目前广泛应用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议(请写出两条) ▲ 、 ▲ ;
(3)氨是氮肥工业的重要原料。某化肥厂生产铵态氮肥(NH4)2SO4的工业流程如下:
①往沉淀池中装入CaSO4悬浊液后,需先通入足量NH3,再通入CO2的原因是
▲ 。
②煅烧炉中产生的固态副产品为 ▲ ,生产流程中能被循环利用的物质X为 ▲ 。
正确答案
(14分)
(1)N2(g) + 3H2O( g)2NH3(g) +
O2(g);△H =" +" 630 kJ·mol-1 (3分)
(2)①2.5×l0-8 mol/(L·min)或①1.5×l0-6 mol/(L·h) (2分)
②升高温度;增大压强; (合理均可,2分)
(3)①氨在水中溶解度大,使溶液呈碱性,有利于吸收CO2,增大c(CO32-),促使CaSO4转化为CaCO3,同时生成(NH4)2SO4 (3分)
②CaO(或生石灰) CO2(或二氧化碳) (各2分,共4分)
略
(15分)
纯碱一直以来都是工业生产的重要原料,很长一段时间来纯碱的制法都被欧美国家所垄断。上个世纪初我国著名的工业化学家侯德榜先生,经过数年的反复研究终于发明了优于欧美制碱技术的联合制碱法(又称侯氏制碱法)。并在天津建造了我国独立研发的第一家制碱厂。其制碱原理的流程如下:
⑴侯德榜选择天津作为制碱厂的厂址有何便利条件(举二例说明) 、 。
⑵合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体,它们分别是: 、 。(填化学式)这两种气体在使用过程中是否需要考虑添加的顺序: (填“是”或“否”),原因是: 。
⑶在沉淀池中发生的反应的化学方程式是: 。
⑷使原料水中溶质的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了 (填上述流程中的编号)的循环。从母液中可以提取的副产品的应用是 (举一例)。
正确答案
⑴原料丰富、运输便利 各1分(其它合理答案均可)
⑵CO2、NH3 各2分
是 1分
氨气在水中溶解度大,先通氨气后通CO2产生碳酸氢铵多,有利于碳酸氢钠析出2分
⑶NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 2分
⑷循环I 2分
作化肥 2分(其它合理答案均可)
略
(15分)活性氧化锌常用作橡胶制品的硫化活性剂。工业上用粗氧化锌(含少量CuO、FeO、MnO、Fe2O3等)生产活性氧化锌,生产工艺流程如下:
根据上表提供的信息,回答下列问题:
(1)“废渣1”的主要成分是 。
(2)完成“反应器2”中反应之一的离子方程式:
□MnO-4+□Mn2++□ =□MnO2↓+□H+
(3)蘸取“反应器2”中的溶液点在 试纸上,如果观察到试纸变蓝,说明KMnO4过量。
(4)“废渣2”分离出的MnO2可用于制取MnO,已知:
2MnO2(s)+C(s)==2MnO(s)+CO2(g)△H=—174.6kJ·mol-1
C(s)+CO2(g)="=2CO(g)" △H=+283.0kJ·mol-1
试写出MnO2(s)与CO(g)反应制取MnO(s)的热化学方程式: 。
(5)“反应器3”中加入锌粉的作用是 。
(6)“反应器4”得到的废液中,含有的主要离子除了Na+外,还有 。
(7)从“反应器4”中经过滤等操作得到碱式碳酸锌。取碱式碳酸锌3.41g,在400~450℃下加热至恒重,得到ZnO 2.43g和标准状况下CO20.224l,碱式碳酸锌的化学式
。
正确答案
(15分)
略
图1是氯碱工业中离子交换膜电解槽示意图,其中离子交换膜是“阳离子交换膜”,它有一特殊的性质——只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过。
⑴、工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质。精制过程发生反应的离子方程式为 ▲ , ▲ 。
⑵、如果粗盐中SO含量较高,必须添加钡式剂除去SO
,该钡试剂可以是 ▲ 。
A.Ba(OH)2 B.Ba(NO3)2 C.BaCl2
⑶、为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-,加入试剂的合理顺序为 ▲ 。
A.先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂
B.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3
C.先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
⑷、电解后得到的氢氧化钠溶液从 ▲ 口流出,b口排出的是 ▲ 气体,电极1应连接电源的
▲ 极(填“正”或“负”极);理论上讲,从f口加入纯水即可,但实际生产中,纯水中要加入一定量的NaOH溶液,其原因是 ▲ 。
⑸、图2是根据氯碱工业中离子交换膜技术原理,设计的电解Na2SO4溶液生产NaOH和H2SO4溶液的装置。请回答:
①、a为 ▲ (填“阳”、“阴”)离子交换膜。
②、阳极的电极反应式是 ▲ 。
③、从D、E口流出或流进的物质的化学式分别为 ▲ , ▲ 。
正确答案
⑴、Ca2++CO=CaCO3↓ Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
⑵、A C
⑶、B C
⑷、d; Cl2; 正; 增强溶液的导电性,又不影响NaOH纯度。
⑸、①、阴; ②、4OH—4e- ="=" 2H2O + O2↑ ③、NaOH ,H2O(加少量稀硫酸)。
略
(本小题15分)根据下列框图关系填空,已知反应①、③是工业生产中的重要反应,D、E常温下为气体、X常温下为无色液体,H与E相对分子质量之间的关系为:Mr(H) -Mr(E) =34,又知C焰色反应火焰呈黄色。
(1) 反应②的化学方程式:__________________________________;
产物C的电子式:_______________________。
(1)化合物A中所包含的化学键有:_______________________。
(2)反应④的离子方程式:_______________________________。
反应⑤的化学方程式:__________________________________。
(3)已知每生成16g E,放出106.5 kJ热量,则反应①的热化学方程式为:
_________________________________________________________ 。
正确答案
(1) 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑(2分)(2分)
(1)离子键、非极性键 (3分,答出1个只给1分)
(2)Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O(2分)
Fe2(SO4)3 + 6NaOH = 2Fe(OH)3↓+3Na2SO4(2分)
(3)FeS2(s) + 11/4 O2(g) =" 1/2" Fe2O3(s)+ 2SO2(g);△H=-852kJ/mol(4分)
抓住反应①、③是工业生产中的重要反应这个突破口,再结合A是固体,得出:反应①是煅烧FeS2制SO2,X是无色液体,应为水,③是制SO3,②是固体B与水作用产生O2,则固体B为过氧化钠,其他就好解了。技能空间:本题解题突破口是“重要工业生产反应”。中学重要工业生产反应有:1.煅烧石灰石 2.煅烧黄铁矿 3.二氧化硫的催化氧化 4.氨的催化氧化 5.合成氨 6.电解饱和食盐水 7.工业制盐酸 8.高炉炼铁 9.工业制取漂粉精 10.工业制水煤气 11.硅酸盐工业等。
应试策略:有一类框图推断题,考查中学所学的工业生产原理,并结合元素化合物的知识,综合考查工业生产中常见化合物的性质,有一定的综合性。题目有一定难度,除有扎实的基本功外,还要有一定灵活运用知识的能力,较强的推理能力。
扫码查看完整答案与解析