- 海水的综合利用
- 共9119题
合成氨工业中选择20MP~50MP的压强,而没有选择更高的压强,理由是 ;硫酸工业中选择475℃的温度,而不是选择常温,理由是 。在吸收塔中三氧化硫的吸收剂是 ,选择该吸收剂的优点是
正确答案
压强增大,动力及设备要求增大,成本提高;
该温度是催化剂的活性温度。
98.3%硫酸,不会形成酸雾,易于SO3的吸收
略
(14分)硫酸工业中2SO2(g)+O2(g)催化剂△2SO3(g);ΔH<0(放热反应)有关实验数据如下:
(1)在生产中常用过量的空气是为了________。
(2)高温对该反应有何影响?________,实际生产中采用400~500 ℃的温度除了考虑速率因素外,还考虑到________。
(3)增大压强对上述反应有何影响?____,但工业上又常采用常压进行反应,其原因是______________。
(4)常用浓H2SO4而不用水吸收SO3是由于___ ___,尾气中SO2必须回收,主要是为了________。
正确答案
(14分) (1)使平衡正向移动,提高SO2的转化率
(2)高温使反应速率加快,缩短了达到平衡所需的时间,但是对SO2的转化不利 。
催化剂在该温度下活性最强,催化效果最佳。
(3)加快反应速率,且使平衡正向移动,有利于SO2转化和SO3的生成。
常压时SO2的转化率已经很高,无采用高压的必要,况且,采用高压还受动力、设备等条件的限制,提高了成本。
(4)用水吸收SO3易形成酸雾,吸收效果差,而用浓H2SO4吸收则不易形成酸雾,吸收效果好。
防止空气污染。
略
(1)合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义。工业合成氨生产示意图如图甲所示。
①X的化学式为__________,属于________(填“极性”或“非极性”)分子。
②图甲中条件选定的主要原因是(选填字母序号,下同)________。
A.温度、压强对化学平衡的影响
B.铁触媒在该温度时活性大
C.工业生产受动力、材料、设备等条件的限制
③改变反应条件,会使平衡发生移动。图乙表示随条件改变,氨气的百分含量的变化趋势。当横坐标为压强时,变化趋势正确的是________,当横坐标为温度时,变化趋势正确的是__________。
(2)常温下氨气极易溶于水,其水溶液可以导电。
①用方程式表示氨气溶于水的过程中存在的可逆反应:
___________________________________________________________________。
②氨水中水电离出的c(H+)___________10-7 mol/L(填“>”、“<”或“=”)。
③将氨水和盐酸混合后,某同学推测该溶液中各离子浓度大小顺序可能有如下四种关系:
A.c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) B.c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
C.c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-) D.c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
Ⅰ、若溶液中只溶解了一种溶质,该溶质的名称是 ,上述离子浓度大小顺序关系中正确的是(选填序号) 。
Ⅱ、若上述关系中C是正确的,则溶液中溶质的化学式是 。
Ⅲ、若该溶液中由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成,且恰好呈中性,则混合前
c(HCl) c(NH3·H2O)(填“>”、“<”、或“=”,下同),混合后溶液中c(NH4+)与c(Cl-)的关系c(NH4+) c(Cl-)。
(3)氨气具有还原性,在铜的催化作用下,氨气和氟气反应生成X和Y两种物质。X为铵盐,Y在标准状况下为气态。在此反应中,若每反应1体积氨气,同时反应0.75体积氟气;若每反应8.96 L氨气(标准状况),同时生成0.3 mol X。
①写出氨气和氟气反应的化学方程式: ___________________________________。
②在标准状况下,每生成1 mol Y,转移电子的物质的量为___________mol。
(4)已知液态NH3与H2O相似,也可以发生微弱的电离,电离出含有相同电子数的微粒,则液态NH3的电离方程式为:
正确答案
(1) ①NH3 (1分) 极性 (1分) ②B、C (2分) ③c (1分) a (1分)
(2) ①NH3 + H2O NH3·H2O
NH4+ + OH- (2分) ;②< (1分)
(3)Ⅰ、氯化铵 ,A (各1分);Ⅱ、NH4Cl和HCl(1分);Ⅲ、< ,=(各1分)
(4) ①4NH3 + 3F2NF3 + 3NH4F (2分) ②6 (2分)
(5)2NH3 NH4++ NH2- (2分)
略
(10分)硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程如下:
(1)以N2和H2为原料合成氨气。一定温度下,在密闭容器中充入ImolN2和3molH2发生反应。若容器容积恒定,达到平衡状态时,气体的总物质的量是原来的,则N2的转化率
;若容器压强恒定,达到平衡状态时,N=的转化率为
,则
(‘填“>”、“<”或“=”)。
(2)用氨催化氧化法可生产硝酸,其生产过程可表示为:
4NH3+5O24NO+6H2O 4NO+3O2+2H2O=4HNO3
现以3.4吨液氨为原料来生产质量分数为50%的硝酸,理论上需要加水的质量为
吨。(假设生产过程中反应物和生成物均无损耗)
(3)硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收,有关的化学反应为:
2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2,NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2。若在标准状况下有NO、NO2的混合气体(不考虑N2O4)恰好与50mL 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液反应完全,且生成NaNO2和NaNO3的物质的量的比为4:1,则在混合气体中NO气体的体积分数为多少?(请写出计算过程)
正确答案
(1)12.5%或1/8、>(4分,每空2分) (2)9(3分)
(2)解析:由反应4NH3+5O24NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3得:
NH3+2O2=HNO3+H2O,3.4吨液氨产生的硝酸为12.6吨,水为3.6吨,则理论上需加水的质量为为:126.t/50%-(12.6+3.6)t=9t
(3)(3分)由反应转化关系知,反应过程中钠元素守恒,设NaNO2和NaNO3的物质的量分别为4a mol和a mol,则4a+a=50mL×10-3mL·L-1×1.0 mol·L-1×2,解得:a=0.02 mol,于是,推出NO、NO2的物质的量分虽为:0.03 mol、0.07 mol,即:NO所占的体积分数为30%。
略
当前,大量施用氮素化肥是冬小麦获得高产的重要措施之一。
(1)施入土壤的氮素化肥主要以________形式被小麦根部吸收,透气性较好的土壤植物容易吸收氮素化肥,透气性较差的黏质土壤,则根的吸肥力差,这是因为_______________________________________________。
(2)施肥后要及时灌溉,若从麦田流失的水从下图A位置注入一条河流,导致下游水体中藻类和细菌数量发生的变化如下列曲线图所示:
①在A的下游藻类数量增加的原因是____________________________________________________________。
②在3 km以外的河段,细菌数量迅速增加的原因是_____________________________________________________________。
③在下游6 km处的河段发现鱼类大量死亡,原因是______________________________________________________________。
④在距A 2 km处,水中的氧气含量比A处高,原因是______________________________________________________________。
正确答案
(1)NH4+或NO3- 透气性好的土壤中氧气多,呼吸作用旺盛,提供的H+、HCO多,能量多
(2)①氮肥进入河流中引起藻类大量繁殖 ②藻类死亡后,细菌作为分解者得到的有机物多,从而使细菌大量繁殖 ③细菌增多消耗大量的氧气,使鱼类得不到足够的氧气而死亡 ④藻类增多后,进行光合作用产生氧气
本题是生物与化学的综合题,同时结合图表的应用能力考查。
(共6分)瑞典皇家科学院宣布,将2007年诺贝尔化学奖授予德国马普学会弗里茨-哈伯(Fritz-Haber)研究所的格哈德·埃特尔(Gerhard Ertl)教授,以表彰他在固体表面化学过程研究领域作出的开拓性成就。合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3。
(1)某FeO、Fe2O3混合物中,铁、氧的物质的量之比为4:5,其中Fe2+与Fe3+物质的量之比为_________。
(2)当催化剂中Fe2+与Fe3+物质的量之比为1:2时,其催化活性最高,此时铁的氧化物混合物中铁的质量分数为_________(用小数表示)。
(3)以Fe2O3为原料制备上述催化剂,可向其中加入适量碳粉,发生如下反应:
2Fe2O3 +C =4FeO +CO2↑,为制得这种催化活性最高的催化剂,应向480g Fe2O3粉末中加入碳粉的质量为_________ g。
正确答案
(1)1:1 (2分)
(2)0.724 (2分)
(3)6g(2分)
略
合理、高效利用金属矿物,将其中的金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料,这一过程在工业上称为金属的冶炼。
(1)以HgO为原料冶炼Hg,冶炼方法是 。
(2)铝热法是冶炼金属的方法之一,写出铝热法炼铁(Fe2O3)的化学方程式: 。引发铝热反应的实验操作是:
。
(3)某些金属氧化物粉末和铝粉在一定条件下可以发生铝热反应。下列反应速率(υ)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是: (填字母)。
正确答案
(每空2分,共8分)(1)加热分解法
(2)Al+Fe2O3 Al2O3 +2Fe。 加少量KClO3,插上Mg条并将其点燃。
(3)b
略
(4分)利用黄铁矿为原料制取硫酸,在煅烧时矿石中硫的利用率为98%,在接触氧化时二氧化硫的转化率为90%。煅烧1t含硫质量分数为48%的矿石,能生产多少吨H2SO4质量分数为98%的硫酸?
正确答案
1.3t
略
我国是氧化铝生产大国,工业上每生产1 t氧化铝将排出1~2 t赤泥,赤泥大量堆积会对环境造成严重污染。赤泥中主要成分及含量:CaO约占46%、SiO2约占22%、Al2O3约占7%、Fe2O3约占11%、TiO2约占5%及少量其他物质。
⑴一种利用废弃赤泥的方法是将赤泥配成一定的液固比,作为一种吸收剂,吸收热电厂排放的含SO2的烟气,写出吸收SO2时可能发生的化学反应方程式 ▲ 。
⑵为综合利用赤泥中的各种成分,某科研小组设计了如下工艺流程:
已知:TiO2不溶于稀盐酸、稀硫酸,能溶于浓硫酸生成TiOSO4(硫酸氧钛,易水解)。
①氧化物D的化学式是 ▲ ,原料A最好是下列物质中的 ▲ 。
②写出上述工艺中投入氢氧化钠时反应的离子方程式 ▲ 。
③写出上述工艺中稀释时发生水解反应的化学方程式 ▲ 。
正确答案
⑴CaO+SO2=CaSO3 或Ca(OH)2+SO2=CaSO3+H2O
⑵①Fe2O3 C
②OH-+Al(OH)3=AlO2-+2 H2O
③TiOSO4+2H2O=TiO(OH)2↓+H2SO4或TiOSO4+2H2O=TiO2·H2O↓+H2SO4
略
一工厂用软锰矿(含MnO2约70%及Al2O3)和闪锌矿(含ZnS约80%及FeS)共同生产MnO2和Zn(干电池原料):
已知① A是MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3的混合液。
② IV中的电解反应式为MnSO4+ZnSO4+2H2OMnO2+ Zn+2H2SO4。
(1)A中属于还原产物的是___________。
(2)MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用是_____________________________;II需要加热的原因是___________;C的化学式是____________。
(3)该生产中除得到MnO2和Zn以外,还可得到的副产品是______________。
(4)如果不考虑生产中的损耗,除矿石外,需购买的化工原料是___________。
(5)要从Na2SO4溶液中得到芒硝(Na2SO4·10H2O),需进行的操作有蒸发浓缩、________、过滤、洗涤、干燥等。
(6)从生产MnO2和Zn的角度计算,软锰矿和闪锌矿的质量比大约是__________。
正确答案
(1)MnSO4
(2)增大溶液的pH,使Fe3+和 Al3+生成沉淀;
使形成胶体的氢氧化铝和氢氧化铁也生成沉淀; H2SO4
(3)Fe2O3、Al2O3、S (4)纯碱、H2SO4 (5)降温结晶 (6)1.03(或1)
略
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