硝酸工業(yè)制法學(xué)生

硝酸的工業(yè)制法:2.氨氧化法制硝酸反應(yīng)原理NH3催化氧化?HNO3生成?尾氣吸收?合成裝置：氨合成塔和水冷分離器。氨的分離原理：高壓下氨的沸點(diǎn)較高，在水冷的條件下氨就轉(zhuǎn)化為液態(tài)氨而與氮?dú)夂蜌錃夥蛛x。(2)凈化原料氣中的主要雜質(zhì)：h2s、co、co2、O2等。主要危害：某些雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致 。凈化方法用氨水吸收H2S：CO轉(zhuǎn)化為CO2：CO+HO=====CO+H2高溫2 2用k2co3溶液吸收co2：用醋酸、銅和氨配制成的溶液精制處理。合成氨工業(yè)原理：N+3H 2NH+92.4KJ其他；(1)N2和H2的配比為1：2.8,目的是使廉價(jià)易得的原料適當(dāng)過(guò)量，以提高。循環(huán)操作：混合氣體通過(guò)冷凝器，使NH3，將分離出來(lái)，并將經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)再送入合成塔，使其充分反應(yīng)。主要設(shè)備。⑷過(guò)程：原料氣制備一一一一壓縮合邪二^ 原料：主要來(lái)源于H2O和碳?xì)浠衔铮嚓P(guān)化學(xué)反應(yīng)如下：

c+h2o==co+h2CO+H20催化劑￡02+H2CH+HO=^===CO+3H4 2催化劑 2CH+2氏0=高典￡0|+4H4 2催化劑2 2CO+H2O(g)===CO2+H2L化學(xué)反應(yīng)速率增大增大壓強(qiáng)(I)L化學(xué)反應(yīng)速率增大增大壓強(qiáng)」平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)一壓強(qiáng)越大越好，但受動(dòng)］TOC\o"1-5"\h\z卜IQMPS30"%力'材料、設(shè)備限制 「(2)溫度I~化學(xué)反應(yīng)速率增大 —升高溫度T―平衡［句逆反應(yīng)方向移動(dòng)—采取適宜的溫度 ］ ,=>JI^,1J m_LW1=1 F=>400%.?50O^Cn催化劑在500^El寸活性最高廠⑶催化劑使用催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，但不影響化學(xué)平衡采用以鐵為主的催化劑。(4)循環(huán)操作合成氨轉(zhuǎn)化率較低，要采用循環(huán)操作?；旌蠚怏w通過(guò)冷凝器，使氨液化，將氨分離出來(lái)，并將沒(méi)有反應(yīng)的N并將沒(méi)有反應(yīng)的N2和H2經(jīng)過(guò)循環(huán)壓縮機(jī)，再送入合成塔，使其被充分利用。合成氨是人類科學(xué)技術(shù)上的一項(xiàng)重大突破。如圖是工業(yè)上合成氨氣的主要步驟部分。(部分轉(zhuǎn)化步驟及生成物圖中已省略)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

萼co.h2萼co.h2化CO,、|天然氣_(含】AS等雜所廣化破水然氣⑴上圖制備氫氣的方法是(用示表式 程V搠方學(xué)除去二由化絲化⑵實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，為了使生成的氨從混合氣體中分離出來(lái)，常采用的方法是原料氣進(jìn)入合成塔之前必須進(jìn)行凈化，目的是上述流程中除去H2S雜質(zhì)所用的試劑是(填化學(xué)式)，轉(zhuǎn)化CO的化學(xué)方程式是；合成氨工業(yè)中能體現(xiàn)節(jié)能的操作是(填一種)；⑸設(shè)CH4同時(shí)和H2O(g)及O2(g)反應(yīng)，若CH4和H2O(g)及富氧空氣(O2含量較高，不同富氧空氣氧氣含量不同)混合反應(yīng)，產(chǎn)物氣體組成如表：該富氧空氣中O2和N2的體積比為。2.(2013-中山高三檢測(cè))將N2和H2在一定條件下反應(yīng)，制得純凈的NH3，將所得NH3和足量的02通過(guò)裝置中的催化劑，發(fā)生氨的催化氧化反應(yīng)。請(qǐng)根據(jù)你已學(xué)知識(shí)，回答下列問(wèn)題：(1)工業(yè)合成NH3時(shí)，在有催化劑的條件下，選用了20MPa?50MPa、500°。這一條件，選用500°C的原因是 ，增大壓強(qiáng)有利于N2+3H2高溫化高壓2NH3這一反應(yīng)平衡正向移動(dòng)，為何不采用更大的壓強(qiáng)：2)如圖所示是NH3和O2進(jìn)入含催化劑的裝置，發(fā)生反應(yīng)，從A處導(dǎo)出的氣體成分是假設(shè)該實(shí)驗(yàn)制得純凈的NO氣體，則應(yīng)采取措施，使這些氣體完全轉(zhuǎn)化為HNO3。(3)若該實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，有剩余尾氣NO和NO2,為防止污染空氣，將其通入NaOH溶液，能恰好反應(yīng)生成NaNO2,則尾氣中NO和NO2的物質(zhì)的量的關(guān)系為，該反應(yīng)中氧化劑為，還原產(chǎn)物為 。

1.減少SO2的排放、回收利用SO2成為世界性的研究課題。我國(guó)研究人員研制的利用低品位軟錳礦漿（主要成分是MnO2）吸收廢渣高溫焙燒產(chǎn)生的SO2,制備硫酸錳的生產(chǎn)流程如下:浸出液的pHV2,其中的金屬離子主要是Mn2+,還含有少量的Fe2+、Al3+、Ca2+、Pb2+等其他金屬離子。廢渣一高溫焙燒一SO2軟錳礦漿-1浸出|一浸出液一廢渣一高溫焙燒一SO2軟錳礦漿-1浸出|一浸出液一上 —^— 氧化-調(diào)節(jié)pH靜置-過(guò)濾-吸附-靜置、過(guò)濾￡陽(yáng)離子吸附劑濾渣一濾渣操作a石灰漿MnO2粉 |MnSO4?H2O—干燥有關(guān)金屬離子的半徑以及形成氫氧化物沉淀時(shí)的pH見下表，陽(yáng)離子吸附劑吸附金屬離子的效果見下圖。離子離子半徑離子離子半徑（pm）開始沉淀時(shí)的pH完全沉淀時(shí)的pHFe2+747.69.7Fe3+642.73.7A13+503.84.7Mn2+808.39.8Pb2+1218.08.8Ca2+99——已知PbO2的氧化性大于MnO2。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：⑴寫出浸出過(guò)程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式人,氧化過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式▲。⑵在氧化后的液體中加入石灰漿，用于調(diào)節(jié)pH,pH應(yīng)調(diào)節(jié)至_4。⑶陽(yáng)離子吸附劑用于除去雜質(zhì)金屬離子。決定陽(yáng)離子吸附劑吸附效果的因素是▲（填寫序號(hào)）。d.吸附時(shí)間c.金屬離子的半徑a.溶液的pHd.吸附時(shí)間c.金屬離子的半徑（4）操作。包括▲等過(guò)程。5.碘酸鉀是一種白色結(jié)晶粉末，無(wú)臭無(wú)味，酸性條件下碘酸鉀是一種較強(qiáng)的氧化劑，與氫碘酸、二氧化硫等還原性物質(zhì)作用，被還原為單質(zhì)碘，在堿性介質(zhì)中，碘酸鉀能被氯氣、次氯酸鹽等氧化為高碘酸鉀。碘酸鉀在常溫下穩(wěn)定，加熱至560。（開始分解。工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀的流程如下，在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：+KClO+HO--KH（IO）+KCl+Cl個(gè)（未配平）3 2 32 2

（1） 已知步驟①反應(yīng)器發(fā)生的反應(yīng)中，兩種還原產(chǎn)物所得電子數(shù)相同，請(qǐng)配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式：；（2）步驟②中用稀酸酸化的作用是 ；在稀硝酸和稀鹽酸中不能選用的酸是：，其原因是 ；（3） 步驟③要保持溶液微沸1小時(shí)以完全排出氯氣，排出氯氣的原因?yàn)?（4）參照下表碘酸鉀的溶解度，步驟11得到碘酸鉀晶體，你建議的方法是.溫度/°01020406080KIOg/100g水4.606.278.0812.618.324.86.（10分）工業(yè)碳酸鈉（純度約為98%）中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-等雜質(zhì)，提純工藝線路如下：I、碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質(zhì)如下圖所示:NaCO-10HONaCO-7HO NaCO-HOTOC\o"1-5"\h\z232 |23 2 |232 *32 36 t(°。II有關(guān)物質(zhì)的溶度積如下:物質(zhì)CaCO3MgCO3Ca(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3Ksp4.96x10-96.82x10-64.68x10-65.61x10-122.64x10-39TOC\o"1-5"\h\z回答下列問(wèn)題：（1）加入NaOH溶液時(shí)，首先生成的沉淀是 （填化學(xué)式）；生成氫氧化鎂沉淀的離子方程式為。（2）“趁熱過(guò)濾”時(shí)的溫度應(yīng)控制在 。（3） 有人從“綠色化學(xué)”角度設(shè)想將“母液”沿流程中虛線所示進(jìn)行循環(huán)使用。請(qǐng)你分析實(shí)際

工業(yè)生產(chǎn)中是否可行.，并說(shuō)明理由.△H=+92.36kJ-mol—1(4)已知：NaCO-10HO(s)=工業(yè)生產(chǎn)中是否可行.，并說(shuō)明理由.△H=+92.36kJ-mol—1NaCO-10HO(s)=NaCO-HO(s)+9HO(g) AH=+473.63kJ-mol—12 3 2 2 3 2 2又知：H2O(l)=H2O(g)AH=+44kJ-mol—1寫出Na2CO3-H2O脫水生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程。3、(2006廣東卷20)氧化銅有多種用途，如作玻璃著色劑、油類脫硫劑等。為獲得純凈的氧化銅以探究其性質(zhì)，某同學(xué)用工業(yè)硫酸銅(含硫酸亞鐵等雜質(zhì))進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：制備氧化銅：I II _mCuO工業(yè)CuSO4—一一一CuSO4溶液一一CuSO4?5H2OCuO步驟1的目的是除不溶性雜質(zhì)，操作是：步驟11的目的是除鐵，操作是：滴加H2O2溶液，稍加熱；當(dāng)Fe2+完全轉(zhuǎn)化后，慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末，攪拌，以控制pH=3.5；加熱煮沸一段時(shí)間，過(guò)濾，用稀硫酸酸化濾液至pH=1?？刂迫芤簆H=3.5的原因是： 、過(guò)步驟111的目的是得到CuSO4?5H2O固體，操作是：、過(guò)濾、水浴加熱烘干。水浴加熱的特點(diǎn)是： 探究氧化銅的性質(zhì)：取A、B兩支試管，往A中加入適量的CuO粉末，再分別向A和B加入等體積3%H2O2溶液，只觀察到A中有大量氣泡，結(jié)論是：。為探究試管A中的反應(yīng)速率，收集氣體并測(cè)定其體積必需的實(shí)驗(yàn)儀器有：. —7、(2008廣東23)硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當(dāng)前制備高純硅的主要方法，生產(chǎn)過(guò)程示意圖如下：寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程。整個(gè)制備過(guò)程必須嚴(yán)格控制無(wú)水無(wú)氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫出配平的化學(xué)反應(yīng)方程;H2還原SiHCl3過(guò)程中若混O2,可能引起的后果。下列有關(guān)硅材料的說(shuō)法正確的是 (填字母)。A、 碳化硅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用于生產(chǎn)耐高溫水泥B、 氮化硅硬度大、熔點(diǎn)高，可用于制作高溫陶瓷和軸承C、 高純度二氧化硅可用于制造高性能通訊材料一光導(dǎo)纖維D、 普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的，其熔點(diǎn)很高E、 鹽酸可以與硅反應(yīng)，故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃。取少量硅酸鈉溶液于試管中，逐滴加入飽和氯化銨溶液，振蕩。寫出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并給予解釋 19、(2009年高山考天津9)海水是巨大的資源寶庫(kù)，在海水淡化及綜合利用方面，天津市位居全國(guó)前列。從海水中提取食鹽和漠的過(guò)程如下：

(1)請(qǐng)列舉海水淡化的兩種方法:、(2)將NaCl溶液進(jìn)行電解，在電解槽中可直接得到的產(chǎn)品有H2、、,或h2、(1)請(qǐng)列舉海水淡化的兩種方法:、(3)步驟I中已獲得Br2,步驟II中又將Br2還原為Br-,其目的為。步驟II用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可達(dá)95%，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為： ，由此反應(yīng)可知，除環(huán)境保護(hù)外，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問(wèn)題。某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組為了解從工業(yè)漠中提純漠的方法，查閱了有關(guān)資料，Br2的沸點(diǎn)為59r。微溶于水，有毒性和強(qiáng)腐蝕性。他們參觀生產(chǎn)過(guò)程后，了如下裝置簡(jiǎn)圖：請(qǐng)你參與分析討論：①圖中儀器B的名稱：②整套實(shí)驗(yàn)裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管，其原因是③實(shí)驗(yàn)裝置氣密性良好，要達(dá)到提純漠的目的，操作中如何控制關(guān)鍵條件： 14、(09杭州儒林?育英高復(fù)學(xué)校第三次)現(xiàn)有含NaCl、Na2SO4、NaNO3②整套實(shí)驗(yàn)裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管，其原因