题目内容

下列有关工业生产的叙述正确的是
A．合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高N2、H2的转化率
B．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
C．电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的Cl2进入阳极室
D．传统的硅酸盐工业为人类提供了大量的建筑等材料。
D
A：分离液氨，可使平衡正向移动，提高N2、H2的转化率，但反应速率将降低
B：接触室安装热交换器是是将催化氧化过程中释放出的能量加以利用
C：电解食盐水时，氯气在阳极产生
D：正确
练习册系列答案
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化学与工农业生产、生活和社会密切相关，下列说法中不正确的是（   ）
A．开发太阳能、水能、风能等新能源、减少使用煤、石油等化石燃料
B．陶瓷、玻璃、水泥等是使用量最大的无机非金属材料
C．氢氧燃料电池、铅蓄电池、硅太阳能电池中都利用了原电池原理
D．Fe2O3俗称铁红，常用作红色油漆和涂料
某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石（SiO2) ，现采用酸浸法从矿石中提取铜，其工艺流程图如下。其中铜的萃取（铜从水层进人有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进人水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段。

已知：①Cu2O+2H+＝Cu2++Cu + H2O；②当矿石中三氧化二铁含量太低时，可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜； ③反萃取后的水层2是硫酸铜溶液。
回答下列问题：
(1)矿石用稀硫酸处理过程中发生反应的离子方程式为：Cu2O+2H+＝Cu2++Cu + H2O
                       、                          （写其中2个）
(2)将有机层和水层分离的操作方法叫        ，实验式完成此操作所用到的一种主要仪器是                  。
(3)“循环I”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的硫酸盐晶体，该晶体的化学式是          。
(4)写出电解过程中（两电极都是惰性电极）阴极发生反应的电极反应式               
(5)“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是                               
硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）。用该烧渣制取药用辅料——红氧化铁的工艺流程如下：

（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有               。
（2）“酸浸”时间一般不超过20 min，若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因用离子方程式表示：                             。
（3）根据下表数据：
氢氧化物
Al(OH)3
Mg(OH)2
Fe(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀的pH
3.10
8.54
2.01
7.11
完全沉淀的pH
4.77
11.04
3.68
9.61
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于  ，当pH＝5时，溶液中c(Al3+)为     mol·L－1（已知常温下Ksp[Al(OH)3]＝2.0×10－33）。
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，碳酸氢铵与硫酸亚铁反应的离子方程式为                                             。
若用等物质的量的碳酸铵替代碳酸氢铵，则产品中可能混有的杂质是       。
（5）A的操作是                    。
（6）m g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁n g。药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于           （用含m、n的表达式表示）。
（6分）利用天然气合成氨的工艺流程示意如下：

依据上述流程，完成下列填空：
（1）天然气脱硫时的化学方程式是________________________________
（2）K2CO3(aq)和CO2反应在加压下进行，加压的理论依据是_____
（a）相似相溶原理    （b）勒沙特列原理    （c）酸碱中和原理
（3）由KHCO3分解得到的CO2可以用于______________（写出CO2的一种重要用途）。
（4）整个流程有三处循环，一是Fe(OH)3循环，二是K2CO3(aq)循环，请在上述流程图中标出第三处循环（循环方向、循环物质）。
某化工厂联合生产纯碱、镁、阻燃剂。以白云石（CaCO3·MgCO3）为原料冶炼镁：经高温煅烧生成的氧化物在还原炉中经1200℃用硅铁还原生成镁蒸汽（铁化合价不变），镁蒸汽经冷凝为粗镁；同时以海水为原料制碱和制阻燃剂。具体流程如下：

（1）分别写出A、B、C的化学式           、           、           ；沉淀池中反应的化学方程式是                             。
（2）硅铁还原生成镁蒸汽时选择低压和1200℃，试分析选择这种反应条件的原因
                                                          。
（3）精制卤水中的MgCl2与适量石灰乳反应生成碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]沉淀，此时溶液中主要溶质是（写化学式）             。
（4）描述流程中相关操作Ⅰ包括过滤、       、      。
（5）已知：Mg(OH)2(s)→MgO(s)+H2O(g)－81.5kJ；Al(OH)3(s)→0.5Al2O3(s)+1.5 H2O(g)－87.7kJ
①Mg(OH)2能起阻燃作用，其原因是                                  。
②等质量Mg(OH)2和Al(OH)3相比，阻燃效果较好的是                     。
（6）某化工厂利用上图所示流程联合生产纯碱、镁、阻燃剂，试分析该生产的优点
                                                                。
（16分）聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]。
本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0.5%～3.0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：

回答下列问题：
（1）“煅烧”的目的是                                         。
（2）“溶解”过程中发生反应的离子方程式为                         
                                                                
（3）加少量铝粉的主要作用是                                。
（4）“调节pH在4.2～4.5”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是                ；“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制温度的实验方法是                        。
（12分）合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的化学方程式为：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) △H＝－92.2kJ/mol。合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到，H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条件为：催化剂－铁触媒，温度－400～500℃，压强－30～50MPa。
回答下列问题：
（1）合成氨工业中原料气压缩到30～50MPa的原因是                          。从平衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，实际生产中采用400～500℃的高温，原因之一是考虑到催化剂的催化活性，原因之二是                      。
（2）500℃、50MPa时，在容积为VL的容器中加入n mol N2、3n mol H2，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时N2的转化率为x。则K和x的关系满足K＝         。
（3）甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为：CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)。部
分物质的燃烧热数据如下表：
物 质
燃烧热（kJ·mol－1）
H2(g)
－285.8
CO(g)
－283.0
CH4(g)
－890.3
已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和H2O(g)在高温下反应的热化学方程式                                            。
（4）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl－NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式               。
(13分)
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)  △H=" -92.4" kJ/mol  据此回答以下问题：
（1）合成氨工业采取的下列措施中，不能用勒沙特列原理解释的是       （填序号）。
①反应压强为20Mpa~50Mpa  ②500℃的高温   ③铁触媒作催化剂  ④将生成的氨液化并及时从体系中分离出来，未反应的N2、H2循环到合成塔中。
（2）一定条件下NH3的平衡体积分数随n(N2)变化如图所示(T-温度)。则T2    T1(填>、=、<)，判断的依据是：                                                                

（3）合成氨气所需的氢气可以由水煤气分离得到。涉及反应信息如下：
反应一：C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g) 　平衡常数K1
反应二：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) 平衡常数K2
① K1的表达式：K1＝                        
②将一定量的H2O(g)和CO(g)分别通入到体积为1L的密闭容器中，在不同条件下进行反应，得到以下三组数据：
实验组别
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
H2O
CO
H2
CO
1
650
1
2
0.8
1.2
5
2
900
0.5
1
0.2
0.8
3
3
T
a
b
c
d
t
（Ⅰ）实验1中，用CO2表示反应开始到平衡的平均反应速率为                   
（Ⅱ）在实验3，当a＝0.5、b＝1时，要使c、d数据与实验2相同，且t＜3，可以采取的措施为          (填序号)
A．其它条件不变温度T<900℃B．其它条件不变温度T>900℃
C．充入一定量氖气D．使用高效催化剂
（Ⅲ）对于反应二，当升高温度时K2       （填“增大”、“减小”或“不变”）。

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