- 海水淡化——电渗析法
- 共1009题
(8分)氨是一种重要的化工原料,氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一。
传统哈伯法合成氨工艺中相关的反应式为:N2+3H22NH
3 ⊿H<0。
(1)该反应的平衡常数K的表达式为:K=______________。降低温度,K值______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)不同温度、压强下,合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2的起始物质的量之比为1∶3)。分析表中数据, (填温度和压强)时H2转化率最高,实际工业生产不选用该条件的主要原因是 。
正确答案
(8分)(1) (2分);增大(2分)(2)200℃、100MPa;(2分)压强太高,对生产设备要求也高,难以实现(2分,)
略
I.目前,我国采用“接触法”制硫酸,设备如图所示:
(1)图中设备A的名称是_____________ 该设备中主要反应的化学方程式为 。
(2)有关接触法制硫酸的下列说法中,不正确的是______________。
E.硫酸工业中在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量
(3)科研工作者开发了制备SO2,再用电化学原理生产硫酸的方法,装置如图:为了稳定技术生产,硫酸的浓度应维持不变,则通入的SO2和水的质量比为 。
II. 纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有 “氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。请按要求回答问题:
(1)“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物,请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式: ;
(2)写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式: ;
。
(3)CO2是制碱工业的重要原料,“联合制碱法”中CO2的来源于 ,
“氨碱法”中CO2来源于 ;
正确答案
Ⅰ(1)沸腾炉 (1分),4FeS2 +11O2 2Fe2O3 + 8SO2(2分)
(2)D E(2分。评分标准同前) (3)16﹕29 (2分)
Ⅱ(1)2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O (2分)
(2)NH3 + H2O + CO2 + NaCl(饱和) = NaHCO3↓+ NH4Cl(2分)
2NaHCO3 Na2CO3 + CO2↑+ H2O (2分)
(3)合成氨厂(1分) 。煅烧石灰石(1分)
略
(8分)化合物G是冶炼某常见金属的原料,工业上提取G的流程如下图所示(已知晶体E的焰色反应呈黄色):
(1)溶液A为_____________溶液(用化学式表示,下同),赤泥浆C的主要成分有_____________ ,
(2)操作Ⅰ为_____________;操作Ⅱ为_____________ ,
(3)写出由B生产F的离子方程式为_________________________________
(4)苛化试剂与E溶液反应生成溶液A,则苛化试剂是_____________ ,该工艺的优点是_____________(答一条,合理即可)。
正确答案
(8分)
(1)NaOH(1分),Fe2O3(1分)
(2)过滤(1分);灼烧(或加热)(1分)
(3)AlO2—+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3—(2分)
(4)石灰或熟石灰(CaO、Ca(OH)2)(1分)苛化试剂经济(或产物得到了循环利用)(1分)
略
工业上以碳素铬铁为原料制取铬铵矾,利用电解法制取金属铬。其工艺流程如下图所示。
已知:FeSO4+Cr=CrSO4+H2↑
(1)碳素铬铁是铁铬合金,粉碎后溶于硫酸和电解阳极液的混合溶液中。该过程中电解阳极液的主要作用是 。
(2)加入(NH4)2SO4的目的是 。
(3)结晶后的母液从绿色化学的角度可采用的处理方法是 。
(4)产品铬中含氧呈脆性,为了降低其含氧量,可通过 提高其纯度。
正确答案
(8分)(1)作氧化剂,将铬铁铁元素转化为F3+和Cr3+(2分)
(2)生成铁铵矾和铬铵矾进行分离(2分)
(3)转入净化后的纯铬铵矾溶液进行结晶(2分)
(4)真空处理或氢还原(2分)
试题分析:(1)电解阳极液中含有Cr2O72-,Cr2O72-具有强氧化性,能把铬铁铁元素转化为F3+和Cr3+而溶解。
(2)根据流程图可知,加入(NH4)2SO4后生成铁铵矾晶体和铬铵矾溶液,因此加入硫酸铵的目的就是生成铁铵矾和铬铵矾进行分离。
(3)“绿色化学”的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染;反应物的原子全部转化为期望的最终产物,所以结晶后的母液从绿色化学的角度可采用的处理方法是转入净化后的纯铬铵矾溶液进行结晶,提高利用率。
(4)要降低其含氧量,则就应该隔绝空气,所以正确的方法是真空处理或氢还原。
(10分)烧结法制氧化铝生产过程如下:
已知:①铝土矿主要成分为:Al2O3、SiO2、Fe2O3和TiO2。 ②高温烧结时,Al2O3、Fe2O3、TiO2都能发生反应分别生成NaAlO2、Na2Fe2O4和难溶于水的CaTiO3。
请回答下列问题:
(1)Na2Fe2O4遇水便发生水解反应生成Fe(OH)3,写出Na2Fe2O4水解化学反应方程式 ▲ 。
(2)浸出时再加入CaO的目的是 ▲ 。
(3)浸出液中发生的生成Al(OH)3的离子反应方程式 ▲ 。
(4)滤液的主要成分是 ▲ (写化学式);滤液循环使用的优点 ▲ 。(任答一点)
正确答案
(共10分)(1) Na2Fe2O4 + 4H2O ="=" 2NaOH + 2Fe(OH)3↓ (2分)
(2)除去可能溶于水的硅酸盐,提高氧化铝纯度(2分)
(3) AlO2- + CO2 + 2H2O ="=" Al(OH)3↓ + HCO3- (2分)
(4) NaHCO3、Ca(HCO3)2(2分,各1分);减少工业废水排放或节约原料,降低成本(2分)(其它合理答案也给分)
略
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