Question

7．化學(xué)是人類進(jìn)步的關(guān)鍵，化學(xué)為人類的生產(chǎn)、生活提供了物質(zhì)保證．
（1）純堿是一種重要的化工原料．目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝．
①“氨堿法”產(chǎn)生大量CaCl₂副產(chǎn)品，該工藝中生成CaCl₂的化學(xué)反應(yīng)方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O
②“聯(lián)合制堿法”中相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式為NH₃+CO₂+H₂O+NaCl_（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
③C0₂是制堿工業(yè)的重要原料，請(qǐng)闡述“聯(lián)合制堿法”與“氨堿法”中C0₂的來(lái)源有何不同“氨堿法”CO₂來(lái)源于石灰石煅燒，“聯(lián)合制堿法”CO₂來(lái)源于合成氨工業(yè)的廢氣．
（2）鈾（U）是核反應(yīng)最重要的燃料，在核反應(yīng)中有重要的應(yīng)用．目前已經(jīng)研制成功一種螫合型離子交換樹脂，它專門吸附海水中的U⁴⁺，而不吸附其他元素，其反應(yīng)原理為4HR+U⁴⁺═UR₄+4H⁺（用離子方程式表示，樹脂用HR代替，下同），發(fā)生離子交換后的離子交換膜用酸處理還可再生，并得到含鈾的溶液，其反應(yīng)原理為UR₄+4H⁺═4HR+U⁴⁺．
（3）鋼鐵工業(yè)對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起了重要作用．
①不銹鋼中含有的鉻元素是在煉鋼過(guò)程的氧吹后（填“前”或“后”）加入．
②煉鋼時(shí)，加入硅、錳和鋁的目的是脫氧和調(diào)整鋼的成分．
③煉鐵和煉鋼生產(chǎn)中，尾氣均含有的主要污染物是CO；從環(huán)保和經(jīng)濟(jì)角度考慮，上述尾氣經(jīng)處理可用作燃料（或還原劑）．

Answer 1

分析 （1）①氨堿法：以食鹽（氯化鈉）、石灰石（經(jīng)煅燒生成生石灰和二氧化碳）、氨氣為原料來(lái)制取純堿，工藝中產(chǎn)生大量CaCl₂的化學(xué)方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
②聯(lián)合制堿法：以食鹽、氨和二氧化碳（其中二氧化碳來(lái)自合成氨廠用水煤氣制取氫氣時(shí)的廢氣）為原料來(lái)制取純堿，聯(lián)合制堿法的原理為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
③聯(lián)合制堿法中CO₂來(lái)源于石灰石煅燒，氨堿法中CO₂的來(lái)源于合成氨工業(yè)的廢氣；
（2）離子交換樹脂，它專門吸附海水中的U⁴⁺，發(fā)生離子交換后的離子交換膜用酸處理還可再生，并得到含鈾的溶液，以此書寫反應(yīng)；
（3）①因?yàn)镃r易被氧化，為防止Cr被氧化，不銹鋼含有的Cr元素是在煉鋼過(guò)程的氧吹后，若氧吹前加入Cr會(huì)形成爐渣被除去；
②煉鋼時(shí)，加入硅、錳和鋁主要是可以脫氧和調(diào)整鋼的成分；
③煉鐵和煉鋼生產(chǎn)中，CO是主要的還原劑，故尾氣均含有的主要污染物是CO，一氧化碳?xì)怏w易燃燒．

解答 解：①氨堿法工藝中產(chǎn)生大量CaCl₂是由氯化銨和消石灰在加熱條件下反應(yīng)后生成氨氣和氯化鈣的反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
②聯(lián)合制堿法是在氨的飽和NaCl溶液中二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)生成碳酸氫鈉，解熱碳酸氫鈉即可制備碳酸鈉，反應(yīng)的有關(guān)方程式為，NH₃+CO₂+H₂O+NaCl_（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，總反應(yīng)方程式：2NaCl+2NH₃+CO₂+H₂O=Na₂CO₃+2NH₄Cl，
故答案為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl_（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O（或?qū)懣偡磻?yīng)方程式：2NaCl+2NH₃+CO₂+H₂O=Na₂CO₃+2NH₄Cl）；
③CO₂是制堿工業(yè)的重要原料，聯(lián)合制堿法中CO₂來(lái)源于石灰石煅燒，氨堿法中CO₂的來(lái)源于合成氨工業(yè)的廢氣，
故答案為：“氨堿法”CO₂來(lái)源于石灰石煅燒，“聯(lián)合制堿法”CO₂來(lái)源于合成氨工業(yè)的廢氣；
（2）離子交換樹脂，它專門吸附海水中的U⁴⁺，發(fā)生4HR+U⁴⁺═UR₄+4H⁺；發(fā)生離子交換后的離子交換膜用酸處理還可再生，并得到含鈾的溶液，發(fā)生UR₄+4H⁺═4HR+U⁴⁺，
故答案為：4HR+U⁴⁺═UR₄+4H⁺；UR₄+4H⁺═4HR+U⁴⁺；
（3）①因?yàn)镃r易被氧化，為Cr被氧化，不銹鋼含有的Cr元素是在煉鋼過(guò)程的氧吹后，若氧吹前加入Cr會(huì)形成爐渣被除去，
故答案為：后；
②煉鋼時(shí)，加入硅、錳和鋁，可與氧氣反應(yīng)，且能改變合金的性質(zhì)，起到脫氧和調(diào)整鋼的成分的作用，
故答案為：脫氧和調(diào)整鋼的成分；
③煉鐵和煉鋼生產(chǎn)中，CO是主要的還原劑，故尾氣均含有的主要污染物是CO，一氧化碳會(huì)引起中毒，故需對(duì)其進(jìn)行尾氣處理．一氧化碳是一種很好的還原劑同時(shí)還是一種燃料，
故答案為：CO； 燃料（或還原劑）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及純堿工業(yè)、鋼鐵的冶煉及化學(xué)反應(yīng)的書寫，為綜合性題，把握化學(xué)與生活的關(guān)系、化學(xué)反應(yīng)的應(yīng)用為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，題目難度不大．