题目内容

卤水中的主要成分为食盐（假设其所含杂质仅为NaBr），为了充分利用资源，有研究人员开发了以晒盐卤水和化肥碳酸氢铵为原料制取纯碱的工艺，其生产流程如下图。


（1）写出卤水和碳酸氢铵反应的化学方程式_______________；
（2）操作I是_________（填操作名称），试剂X为________，残液除NH4Cl外，还含有_________；
（3）若滤渣中含有NH4Cl杂质，则可能导致纯碱中混有杂质，写出煅烧时产生杂质的副反应的化学方程式__________________；
（4）实验室检测滤渣中是否含有NH4Cl的操作是_________________；
（5）碳酸氢铵与氯化钠的配料比是影响纯碱质量的因素之一，右图是(摩尔比)对NaHCO3产率的影响。实际生产中选择=1.2。
①下列相关说法正确的是___________。
a．碳酸氢铵过量是为了充分利用卤水   
b．碳酸氢铵过量是为了减少纯碱中的NaCl
c．碳酸氢铵过量太多将会导致生产成本过高
②不考虑生产过程中的损耗，生产1mol纯碱，需消耗碳酸氢铵________mol。
（1）NaCl +NH4HCO3 → NaHCO3↓ + NH4Cl（2分）

?

 
（2）过滤、洗涤（2分）  盐酸（1分）   NH4Br（或NaBr）（1分）

（3）NaHCO3+ NH4Cl→ NaCl +NH3↑+H2O + CO2↑（2分）
（4）取洗涤液，加入足量硝酸至溶液呈酸性，再滴加硝酸银溶液，无沉淀说明纯净（答案合理即可，1分）
（5）① bc（2分）    ②  2.4mol（1分）
略
练习册系列答案
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（16分）

（1）合成氨反应反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g），若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，平衡     移动（填“向左”“向右”或“不”）；使用催化剂      反应的ΔH（填“增大”“减小”或“不改变”）。
（2）已知：N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）；△H=－543kJ·mol－1
  H2（g）+F2（g）=HF（g）；△H=－269kJ·mol－1
H2（g）+O2（g）=H2O（g）；△H=－242kJ·mol－1
则反应 N2H4（g）+2F2（g）=N2（g）+4HF（g）的H="_____________" kJ·mol-1。
（3）已知25℃时Ksp[Mg（OH）2]=1.8×10-11,KsP[Cu（OH）2]=2.2×10-20。在25℃下，向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCL2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成__________沉淀（填化学式），生成该沉淀的离子方程式为______。
（4）在25℃下，将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c（NH4+）=c（Cl-），则溶液显_____________性（填“酸”“碱”或“中”）；用含a的代数式表示此时溶液中NH3·H2O的物质的量浓度__________ mol·L-1。（说明：溶液的体积可以直接相加）
（10分）NaH2PO4是一种用途广泛的化工产品。工业上主要是以烧碱（或纯碱）中的磷酸生产，若能用氯化钠取代烧碱或纯碱来制取，则可使生产成本大大降低。但在通常条件下，氯化钠与磷酸之间的复分解反应不能自发进行，有研究者设计了用萃取法制取NaH2PO4的工艺：

萃取时主要反应如下：（S代表萃取剂，萃取剂对HCl的选择性比H3PO4好，主要萃取HCl）
①NaCl＋H3PO4       NaH2PO4＋HCl   
②HCl＋S         HCl·S     △H＜0
③H3PO4＋S      H3PO4·S     △H＜0
（1）向H3PO4和NaCl溶液中加入萃取剂S后需要不断搅拌，搅拌的作用是      。
（2）向操作I后所得的油层中加入适量氨水的目的是                          。
（3）下图是萃取温度对HCl萃取率的影响和H3PO4与NaCl物质的量比对HCl萃取率的影像图。

①当萃取温度低于40时，温度越低，萃取剂黏度越大，不利于HCl的萃取；当温度高于40℃时，HCl萃取率降低的原因是                                       。
②从H3PO4与NaCl物质的量比对HCl萃取率的影像图中可以看出，适当提高H3PO4与NaCl物质的量比，会促进HCl的萃取。但H3PO4过量太多，会导致HCl的萃取率降低，其原因是                              。
（4）萃取法制取NaH2PO4的原理是                                      。
（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)3NH3(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可用碳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）将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气：
C(s) + H2O(g)  H2(g) + CO(g)  △H =" +131.3" kJ ，△S =" +133.7" J/K
该反应在低温下能否自发                    （填：能或否）。
（2）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                                        。
（3）已知在400℃时，N2 (g)+ 3H2(g)2NH3(g) 的K=0.5。
①在400℃时， 2NH3(g)N2 (g)+ 3H2(g)的K=            （填数值）。
②400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应V(N2)正            V(N2)逆（填：＞、＜、＝、不能确定）。
③500℃、50MPa时，在容积为2L的容器中加入1 mol N2、3mol 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＝                  。
④在三个相同容器中各充入1 molN2和3molH2，在某一不同条件下反应并达到平衡，氨的体积分数随时间变化曲线如下图。下列说法正确的是           （填序号）。
A．图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且P2＞P1
B．图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响，且P1＞P2
C．图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T1＞T2
D．图Ⅱ可能是同温同压下，催化剂性能：1＞2
生态溶液涉及农家肥料的综合利用，某种肥料经发酵得到一种含有甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体。2.016L（标准状况）该气体通过盛有红色CuO粉末的硬质玻璃管，发生的反应为：CH4＋4CuOCO2＋2H2O＋4Cu。当甲烷完全反应后，硬质玻璃管的质量减轻4.8g。将反应后产生的气体通过过量的澄清石灰水，充分吸收，生成沉淀8.5g。
（1）原混合气体中甲烷的物质的量是____________。
（2）原混合气体中氮气的体积分数为多少？(写出计算过程)
雷鸣电闪是日常生活中司空见惯的现象。设某次雷电中，两块云团间的电势差约为109 V，放电电量约为30 C。在闪电过程中，空气中有氮气和氧气直接化合，已知每摩尔氮气和氧气化合时要吸收180.74 kJ的能量，闪电时有1/1000的能量用于这一反应。试求：
（1）此次闪电所产生NO的物质的量为多少？
（2）此次雷雨闪电的生成物相当于给土壤施了多少千克尿素？
乙烯大量用来生产环氧乙烷，生产工艺主要有两种：
工艺一：
工艺二：
根据绿色化学的原则，理想的生产工艺是原子经济性好的反应，上述工艺一的原子利用率______（填高或低）；工艺二的原子利用率______（填高或低）．因此，在实际生产中，应采用工艺______更环保、更经济．下列物质中加入金属钠不产生氢气的是______．
A．乙醇B．乙酸C．水　D．苯．
【化学选修2：化学与技术】(15分)
工业上为了使原料和能量得到充分的利用，常常采用循环操作。
I、利用热化学循环制氢能缓解能源矛盾。最近研究发现，复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循环分解水制氢。MnFe2O4的制备：

已知Fe3+、Mn2+沉淀的pH如右表所示。
 
开始沉淀
完全沉淀
Fe3+
2.7
4.2
Mn2+
8.3
10.4
(1)此工艺中理论上投入原料Fe(NO3)3和Mn(NO3)2的物质的量之比应为       。
(2)控制pH的操作中m的值为       。
II、用MnFe2O4热化学循环制取氢气：


(3)由上可知，H2燃烧的热化学方程式是                           。
(4)该热化学循环制取氢气的优点是          (填字母编号)。
A．过程简单、无污染                        B．物料可循环使用
C．氧气和氢气在不同步骤生成，安全且易分离
III、工业上可用H2、HCl通过下图的循环流程制取太阳能材料高纯硅。

反应①
反应②：
（5）上图中，假设在每一轮次的投料生产中，硅元素没有损失，反应①中HCl的利用率和反应②中H2的利用率均为75％。则在下一轮次的生产中，需补充投入HCl和H2的体积比是            。
下列说法不正确的是
A．工业上冶炼铁是在硬质玻璃管中进行的
B．工业上水泥的生产是在水泥回转窑中进行的
C．工业上制备硝酸需要用到热交换器
D．工业上获得精铜要在电解装置中进行

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