Question

【化學(xué)—選修2：化學(xué)與技術(shù)】(15分)

I、污水經(jīng)過一級、二級處理后，還含有少量Cu2＋、Hg2＋、Pb2＋等重金屬離子，可加入沉淀劑使其沉淀。下列物質(zhì)不能作為沉淀劑的是

A．氨水 B．硫化氫氣體 C．硫酸鈉溶液 D．純堿溶液

II、合成氨的流程示意圖如下：

回答下列問題：

（1）工業(yè)合成氨的原料是氮氣和氫氣。氮氣是從空氣中分離出來的，通常使用的兩種分離方法是 ， ；氫氣的來源是水和碳?xì)浠�合物，寫出分別采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學(xué)反應(yīng)方程式 ，

；

（2） 設(shè)備A中含有電加熱器、觸煤和熱交換器，設(shè)備A的名稱 ，其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為 ；

（3） 設(shè)備B的名稱 ，其中m和n是兩個通水口，入水口是 (填“m”或“n”)。不宜從相反方向通水的原因 ；

（4） 設(shè)備C的作用 ；

（5）在原料氣制備過程中混有CO對催化劑有毒害作用，欲除去原料氣中的CO，可通過如下反應(yīng)來實現(xiàn)：CO(g)＋H2O(g) CO2 (g)＋ H2 (g) ， 已知1000K時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.627，若要使CO的轉(zhuǎn)化超過90%，則起始物中c(H2O)：c(CO)不低于 。

 

Answer 1

Ⅰ、AC (2分)

Ⅱ、（1） 液化、分餾 ； (1分) 與碳反應(yīng)除去CO2 (1分)

(1分) (1分)

（2） 合成塔 (1分)(1分)

（3）冷卻塔 (1分) n (1分)

高溫氣體由冷卻塔的上端進(jìn)入，冷卻水從下端進(jìn)入，逆向冷卻效果好。(2分)

（4）將液氨與未反應(yīng)的原料氣分離。 (1分)

（5）13.8 (2分)

【解析】

試題分析：I.過量氨水與Cu2＋反應(yīng)生成[Cu(NH3)2]2＋、硫酸鈉溶液與Cu2＋不反應(yīng)。

Ⅱ⑴從空氣中分離出氮氣的方法：①先通過降溫將空氣液化，然后再升溫分餾得氮氣，②將空氣與碳反應(yīng)，然后再除去CO2得氮氣；C、CH4均能與水蒸氣反應(yīng)制取氫氣。

⑵工業(yè)上合成氨()的設(shè)備為合成塔；

⑶從合成塔出來的混合氣(N2、H2、NH3)通過冷卻塔使氨氣冷凝從混合氣中分離出來；冷卻水要從下口(n)進(jìn)入，高溫氣體由冷卻塔的上端進(jìn)入，實現(xiàn)逆向冷卻效果好。

⑷設(shè)備C能將液氨與未反應(yīng)的原料氣分離出來，同時再將未反應(yīng)的原料氣壓縮到合成塔中循環(huán)利用。

⑸據(jù)題意，要使反應(yīng)正向進(jìn)行(除去CO)，則，解得。

考點：本題考查合成氨工業(yè)的設(shè)備與原理及化學(xué)平衡常數(shù)的計算與應(yīng)用。