[题目][化学选修2:化学与技术] 铵盐是重要的化工原料.以N2和H2为原料制取硝酸铵的流程图如下.请回答下列问题:(1)在上述流程图中.B设备的名称是 .其中发生反应的化学方程式为 .(2)在上述工业生产中.N2与H2合成NH3的催化剂是 .1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨.2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】[化学选修2：化学与技术]

铵盐是重要的化工原料，以N2和H2为原料制取硝酸铵的流程图如下，请回答下列问题：

（1）在上述流程图中，B设备的名称是，其中发生反应的化学方程式为。

（2）在上述工业生产中，N2与H2合成NH3的催化剂是。1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨，2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下：

分别表示N2、H2、NH3 。图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是、。

（3）NH3和CO2在一定条件下可合成尿素，其反应为：2NH3(g)+CO2(g) CO( NH2)2(s)+H2O(g)

右图表示合成塔中氨碳比a与CO2转化率ω的关系。a为[n(NH3)/n(CO2)]，b为水碳比[n(H2O)/n(CO2)]。则：

①b应控制在； A．1.5．1.6 B．1～1.1 C．0.6～0.7

②a应控制在4.0的理由是。

（4）在合成氨的设备（合成塔）中，设置热交换器的目的是；在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是。

（5）生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，可用如下两种方法处理：

碱液吸收法：NO+NO2+2NaOH＝2NaNO2+H2O

NH3还原法：8NH3+6NO27N2+12H2O（NO也有类似的反应）

以上两种方法中，符合绿色化学的是。

（6）某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知：由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%，则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量（不考虑其它损耗）的 %。

【答案】（1）氧化炉

（2）铁砂网（或铁） N2、H2被吸附在催化剂表面；在催化剂表面，N2、H2中化学键断裂

（3）①C ②a等于4.0，CO2转化率迅速提高到最大值，而a在4.0之后增大，c(NH3)转化率无明显增大。

（4）利用余热，节约能源；可使NO循环利用，全部转化成HNO3

（5）NH3还原法

（6）53

【解析】

试题分析：（1）在上述工业制硝酸的生产中，B设备是进行氨的催化氧化反应，在氧化炉中进行；发生反应的方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O；（2）在上述工业生产中，N2与H2合成NH3的催化剂是铁砂网氮；氮气气、氢气在催化剂表面合成氨反应过程的顺序为：图①氮气分子和氢气分子向催化剂表面靠近，图②氮气和氢气吸附在催化剂的表面，图③在催化剂的作用下分解成氢原子和氮原子，图④表示氮原子与氢原子重新结合成氨分子，图⑤生成的氨气离开催化剂表面，故答案为：铁砂网；N2、H2被吸附在催化剂表面；在催化剂表面，N2、H2中化学键断裂；（3）①由图可知，水碳比[n（H2O）：n（CO2）]b的值越小，则CO2转化率ω越大，故b应控制在0.6～0.7，故选C；②a控制在4.0时，CO2转化率ω已经达到较高的值，而继续提高氨碳比[n（NH3）：n（CO2）]，CO2转化率ω无明显提高，故控制在4.0，故答案为：a等于4.0，CO2转化率迅速提高到最大值；而a在4.0之后增大，CO2转化率无明显增大；

（4）合成氨的反应属于放热反应，反应过程中会放出大量的热，用热交换器可以充分利用余热，节约能源；在吸收塔中二氧化氮与水反应生成硝酸和NO，通入空气，NO能被空气中的氧气氧化为二氧化氮，二氧化氮再与水反应生成硝酸，这样使NO循环利用，全部转化为硝酸；故答案为：利用余热，节约能源；可使NO循环利用，全部转化成HNO3；（5）碱液吸收法：NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O，NH3还原法：8NH3+6NO2 7N2+12H2O，分析可知碱液吸收法消耗大量的氢氧化钠生成的亚硝酸盐毒，NH3还原法产物无污染，得到合成氨的原料气，故符合绿色化学的是氨气还原法，故答案为：NH3还原法；（6）根据氮原子守恒可知，NH3～NO～HNO3，则1mol氨气可得到硝酸的物质的量为：1mol×96%×92%=0.8832mol，根据HNO3+NH3═NH4NO3可知反应消耗的氨气的物质的量为：0.8832mol，

氨气的质量之比等于物质的量之比，则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量的百分数为：

1mol÷（1mol+0,8832mol）×100%≈53%.

练习册系列答案

则Zn(s)＋HgO(s)＝Hg(l)＋ZnO(s)　△H值为。（用△H1和△H2的代数式表示）

（2）用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。反应A：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)。若反应中4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的热量，且部分化学键断裂示意图如下：

①反应A的热化学方程式是。

②断开1 mol H—O键，需要吸收的能量为 kJ，H2O中H—O 键与HCl中H—Cl键相比，的键能较大。（填“H—O”或“H—Cl”）

【题目】工业上常利用铝粉和氧化铁反应来焊接铁轨。下列说法正确的是

A．氧化铝、氧化铁均为两性氧化物

B．氧化铝中的微粒半径：r(Al3+)＞r(O2-)

C．在该反应中，铝的还原性强于铁的还原性

D．1mol氧化铁参加反应转移电子数约为4×6.02×1023

【题目】仔细分析如图装置，完成下面的填空：

（1）该反应的电流方向是_____________。

（2）盐桥中的阴离子向________溶液中移动。

（3）一段时间后，锌片上的现象是_____________，铜片上的现象是______________。

（4）锌极发生_________反应，总反应方程式为_________________。

（5）30min后，1.3g的Zn参加了反应，则转移了_______个电子。

【题目】[化学——选修2：化学与技术]

软锰矿（主要成分为MnO2）可用于制备锰及其化合物。

（1）早期冶炼金属锰的一种方法是先煅烧软锰矿生成Mn3O4，再利用铝热反应原理制得锰，该铝热反应的化学方程式为_______________。

（2）现代冶炼金属锰的一种工艺流程如下图所示：

下表为t℃时，有关物质的pKsp（注：pKsp =－lgKsp）。

物质	Fe(OH)3	Cu(OH)2	Ca(OH)2	Mn(OH)2	CuS	CaS	MnS	MnCO3
pKsp	37.4	19.32	5.26	12.7	35.2	5.86	12.6	10.7

软锰矿还原浸出的反应为：12MnO2＋C6H12O6＋12H2SO4 12MnSO4＋6CO2↑＋18H2O

①该反应中，还原剂为_______。写出一种能提高还原浸出速率的措施：_______。

②滤液1的pH_______（填“大于”、“小于”或“等于”）MnSO4浸出液的pH。

③加入MnF2的主要目的是除去（填Ca2+、Fe3+或Cu2+）。

（3）由MnSO4制取MnCO3：往MnSO4溶液中加入过量NH4HCO3溶液，该反应的离子方程式为____________；若往MnSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液，还会产生Mn(OH)2，可能的原因是：MnCO3(s)＋2OH－(aq)Mn(OH)2(s)＋CO32-(aq)，t ℃时，计算该反应的平衡常数K＝（填数值）。

【题目】[化学――选修2：化学与技术]草酸（乙二酸）可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸（含两个结晶水）的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为、。

（2）该制备工艺中有两次过滤操作,过滤操作①的滤液是，滤渣是 _____；过滤操作②的滤液是 __和，滤渣是________ 。

（3）工艺过程中③和④的目的是。

（4）有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是。

（5）结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。称量草酸成品0.250g溶于水，用0.0500mol/L的酸性KMnO4溶液滴定，至浅粉红色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00mL，反应的离子方程式为；列式计算该成品的纯度。

【题目】锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu4O(PO4)2，可通过下列反应制备：2Na3PO4＋4CuSO4＋2NH3·H2O===Cu4O(PO4)2↓＋3Na2SO4＋(NH4)2SO4＋H2O

（1）与NH3互为等电子体的分子、离子有________、________(各举一例)。

（2）在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物[Cu(CN)4]2－，则1 mol CN－中含有的π键的数目为________；若此离子与[Cu(H2O)4]2+结构相似，则此离子的空间构型为。

（3）Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如图所示。则该化合物的化学式为________。

（4）甲醛(H2C=O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子内的O－C－H键角________(填“大于”、“等于”或“小于”)甲醛分子内的O－C－H键角；甲醇易溶于水的原因是。

（5）金属酞菁配合物在硅太阳能电池中有重要作用，一种金属镁酞菁配合物的结构如图所示，其中N原子的杂化方式为，在如图的方框内请在图中用箭头表示出配位键。

【题目】近年来各国都在寻找对环境无害而作用快速的消毒剂，其中二氧化氯(ClO2)是目前国际上倍受瞩目的第四代高效、无毒的消毒剂。工业上用潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃时反应制得。某兴趣小组的学生设计了如下模拟装置来制取、收集ClO2并测定其质量。

查阅资料：ClO2是一种黄红色有刺激性气味的气体，其熔点为－59℃，沸点为11.0℃，温度过高可能引起爆炸，易溶于水，易与碱液反应。

实验Ⅰ：制取并收集ClO2，如图1装置所示。

（1）装置A中反应产物有K2CO3、ClO2和CO2等，请写出该反应的化学方程式__________。

（2）装置A必须添加温度控制装置，其温度要保持在60～80℃之间，控制温度的目的是__________。装置B也必须添加温度控制装置，应该是__________（填“冰水浴”或“沸水浴”或“60℃的热水浴”）装置。

实验Ⅱ：测定ClO2质量，如图2装置所示。过程如下：

在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用100mL水溶解后，再加3mL硫酸溶液；按照图2组装好仪器；在玻璃液封管中加入水，浸没导管口；将生成的ClO2气体由导管通入锥形瓶的溶液中充分吸收后，把玻璃液封管中的水封液倒入锥形瓶中，再向锥形瓶中加入几滴淀粉溶液：用cmol/L硫代硫酸钠标准液滴定锥形瓶中的液体，共用去VmL硫代硫酸钠溶液（己知：I2＋2S2O32－=2I－＋S4O62－）。

（3）装置中玻璃液封管的作用是____________________。

（4）滴定终点的现象是____________________。

（5）测得通入ClO2的质量m(ClO2)=__________g（用整理过的含c、V的代数式表示）。

【题目】某工厂的电镀污泥中含有铜、铁等金属化合物。为实现资源的回收利用并有效防止环境污染,设计如下工艺流程:

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2
开始沉淀的pH	2.3	7.6	4.4
完全沉淀的pH	3.2	9.7	6.4

（1）酸浸后加入H2O2的目的是。调pH步骤中加入的试剂最好是 (填化学式)。实验室进行过滤操作所用到的玻璃仪器有、、。

（2）煮沸CuSO4溶液的原因是。向CuSO4溶液中加入一定量的NaCl、Na2SO3,可以生成白色的CuCl沉淀,写出该反应的化学方程式。

（3）Fe3+发生水解反应Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,该反应的平衡常数表达式为。

（4）称取所制备的CuCl样品0.250 0 g置于一定量的0.5 mol·L-1FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加水20 mL,用0.100 0 mol·L-1的Ce(SO4)2溶液滴定,到达终点时消耗Ce(SO4)2溶液25.00 mL。有关的化学反应为Fe3++CuCl=Fe2++Cu2++Cl-,Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+。计算该CuCl样品的质量分数。

试题分类