题目内容

下图为工业制备硝酸的设备示意图，其生产过程中发生的反应主要有：

①4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（l） △H＜0
②2NO（g）+O2（g）2NO2（g） △H＜0
③3NO2（g）+H2O（l）2HNO3（l） +NO（g） △H＜0
（1）能使吸收塔内反应速率增大，且能提高HNO3产率的措施是  。
A．适当升高温度B．适当增大吸收塔内的压强
C．增大空气中O2的浓度D．吸收塔内填充瓷环，增大气液接触面
（2）在2L密闭容器内充入0．50 mol NO和0．25 mol O2，维持反应温度为800℃，当反应达到平衡时，NO的转化率为50％。则800℃时反应2NO＋O2＝2NO2的平衡常数K＝    。
（3）某工厂每套设备每小时可生产20 t 63％的硝酸（密度为1．4 g/cm3）。假设工业生产硝酸过程中，通过循环操作可以使NH3、O2得以完全利用。
回答下列问题：
①该工厂设备所生产硝酸的物质的量浓度是     。
②每小时从吸收塔淋下的水的质量应是多少吨？
（1）BC     （2）16               （每空2分，共4分）
（3）①14 mol/L                              （4分）
②每小时生成的硝酸的质量m（HNO3）=" 20" t×63％=12．6 t
根据总化学方程式：NH3+2O2=HNO3+H2O
每小时生成水m（H2O）1= 12．6 t×18/63=3．6 t
生成的硝酸中所含水的质量m（H2O）=" 20" t－12．6 t=7．4 t
每小时从吸收塔淋下的水的质量m（H2O）2= 7．4 t －3．6 t=3．8 t        （4分）
略
练习册系列答案
相关题目
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）。
下列关于工业生产的说法中，正确的是
A．工业上用氧气在接触室中氧化黄铁矿得到二氧化硫
B．工业上通过电解饱和氯化钠溶液制备金属钠
C．工业用氨氧化法制硝酸是人工固氮过程
D．生产普通玻璃的主要原料有石灰石、石英和纯碱
图1是氯碱工业中离子交换膜电解槽示意图，其中离子交换膜是“阳离子交换膜”，它有一特殊的性质——只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过。

⑴、工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质。精制过程发生反应的离子方程式为 ▲ ， ▲ 。
⑵、如果粗盐中SO含量较高，必须添加钡式剂除去SO，该钡试剂可以是 ▲ 。
A．Ba(OH)2       B．Ba(NO3)2      C．BaCl2 
⑶、为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，加入试剂的合理顺序为 ▲ 。
A．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂 
B．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3   
C．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3
⑷、电解后得到的氢氧化钠溶液从 ▲ 口流出，b口排出的是 ▲ 气体，电极1应连接电源的
 ▲ 极（填“正”或“负”极）；理论上讲，从f口加入纯水即可，但实际生产中，纯水中要加入一定量的NaOH溶液，其原因是 ▲ 。
⑸、图2是根据氯碱工业中离子交换膜技术原理，设计的电解Na2SO4溶液生产NaOH和H2SO4溶液的装置。请回答：
①、a为 ▲ （填“阳”、“阴”）离子交换膜。
②、阳极的电极反应式是 ▲ 。
③、从D、E口流出或流进的物质的化学式分别为 ▲ ， ▲ 。
由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已进入大规模生产。
Ⅰ．目前工业上可以用CO2来生产CH3CH2OH。反应为：2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)，在一定压强下，该反应的一些实验数据如下表：

根据表中数据分析：
（1）该反应的正反应是_________（选填“吸热”或“放热”）反应。
（2）提高氢碳比n(H2)/n(CO2)，对生成乙醇 _______（选填“不利”、“有利”或“无影响”）。
（3）在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，下列措施中能使c(CH3CH2OH)增大的是_______（填字母，下同）。
A．升高温度                             B．充入He(g)，使体系压强增大
C．将H2O(g)从体系中分离出来             D．再充入1molCO2和3molH2
Ⅱ．工业上还采取以CO和Ｈ２为原料合成乙醇，其化学反应方程式为：
2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)
（4）请写出该反应的化学平衡常数表达式K= ___________。
（5）一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是___________。
A．c(CO)=c(H2)                  B．v正(CO)=v逆(H2O)
C．容器中的压强不变            D．消耗2molCO的同时生成1molCH3CH2OH
（6）在相同条件下，由CO制取CH3CH2OH的平衡常数远远大于由CO2制取CH3CH2OH的平衡常数。则由CO制取CH3CH2OH的优点是______________________，由CO2制取CH3CH2OH的优点是____________。（写出一点即可）
（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               。
一工厂用软锰矿（含MnO2约70%及Al2O3）和闪锌矿（含ZnS约80%及FeS）共同生产MnO2和Zn（干电池原料）：

已知① A是MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3的混合液。
② IV中的电解反应式为MnSO4＋ZnSO4＋2H2OMnO2＋ Zn＋2H2SO4。
（1）A中属于还原产物的是___________。
（2）MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用是_____________________________；II需要加热的原因是___________；C的化学式是____________。
（3）该生产中除得到MnO2和Zn以外，还可得到的副产品是______________。
（4）如果不考虑生产中的损耗，除矿石外，需购买的化工原料是___________。
（5）要从Na2SO4溶液中得到芒硝（Na2SO4·10H2O），需进行的操作有蒸发浓缩、________、过滤、洗涤、干燥等。
（6）从生产MnO2和Zn的角度计算，软锰矿和闪锌矿的质量比大约是__________。
(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”）。
从海水（含氯化镁）中提取镁，涉及如下步骤：
①将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤 ②在HCl气体氛围中干燥产物
③过滤、洗涤沉淀物    ④将得到的产物熔融电解得到镁
⑤把贝壳制成石灰乳[Ca(OH)2]，在引入的海水中加入石灰乳，沉降。
下列说法正确的是：
A．正确操作步骤的顺序是⑤②③①④
B．步骤④电解时阴极产生氯气
C．直接在空气中将MgCl2溶液蒸干可得到Mg(OH)2高网
D．此法提取镁的过程中涉及置换、分解、化合和复分解反应资

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