Question

7．化学是人类进步的关键，化学为人类的生产、生活提供了物质保证．
（1）纯碱是一种重要的化工原料．目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺．
①“氨碱法”产生大量CaCl₂副产品，该工艺中生成CaCl₂的化学反应方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O
②“联合制碱法”中相关的化学反应方程式为NH₃+CO₂+H₂O+NaCl_（饱和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
③C0₂是制碱工业的重要原料，请阐述“联合制碱法”与“氨碱法”中C0₂的来源有何不同“氨碱法”CO₂来源于石灰石煅烧，“联合制碱法”CO₂来源于合成氨工业的废气．
（2）铀（U）是核反应最重要的燃料，在核反应中有重要的应用．目前已经研制成功一种螫合型离子交换树脂，它专门吸附海水中的U⁴⁺，而不吸附其他元素，其反应原理为4HR+U⁴⁺═UR₄+4H⁺（用离子方程式表示，树脂用HR代替，下同），发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生，并得到含铀的溶液，其反应原理为UR₄+4H⁺═4HR+U⁴⁺．
（3）钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用．
①不锈钢中含有的铬元素是在炼钢过程的氧吹后（填“前”或“后”）加入．
②炼钢时，加入硅、锰和铝的目的是脱氧和调整钢的成分．
③炼铁和炼钢生产中，尾气均含有的主要污染物是CO；从环保和经济角度考虑，上述尾气经处理可用作燃料（或还原剂）．

Answer 1

分析 （1）①氨碱法：以食盐（氯化钠）、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气为原料来制取纯碱，工艺中产生大量CaCl₂的化学方程式为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
②联合制碱法：以食盐、氨和二氧化碳（其中二氧化碳来自合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气）为原料来制取纯碱，联合制碱法的原理为：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（饱和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
③联合制碱法中CO₂来源于石灰石煅烧，氨碱法中CO₂的来源于合成氨工业的废气；
（2）离子交换树脂，它专门吸附海水中的U⁴⁺，发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生，并得到含铀的溶液，以此书写反应；
（3）①因为Cr易被氧化，为防止Cr被氧化，不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹后，若氧吹前加入Cr会形成炉渣被除去；
②炼钢时，加入硅、锰和铝主要是可以脱氧和调整钢的成分；
③炼铁和炼钢生产中，CO是主要的还原剂，故尾气均含有的主要污染物是CO，一氧化碳气体易燃烧．

解答 解：①氨碱法工艺中产生大量CaCl₂是由氯化铵和消石灰在加热条件下反应后生成氨气和氯化钙的反应，反应的化学方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O，
故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
②联合制碱法是在氨的饱和NaCl溶液中二氧化碳气体，反应生成碳酸氢钠，解热碳酸氢钠即可制备碳酸钠，反应的有关方程式为，NH₃+CO₂+H₂O+NaCl_（饱和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，总反应方程式：2NaCl+2NH₃+CO₂+H₂O=Na₂CO₃+2NH₄Cl，
故答案为：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl_（饱和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O（或写总反应方程式：2NaCl+2NH₃+CO₂+H₂O=Na₂CO₃+2NH₄Cl）；
③CO₂是制碱工业的重要原料，联合制碱法中CO₂来源于石灰石煅烧，氨碱法中CO₂的来源于合成氨工业的废气，
故答案为：“氨碱法”CO₂来源于石灰石煅烧，“联合制碱法”CO₂来源于合成氨工业的废气；
（2）离子交换树脂，它专门吸附海水中的U⁴⁺，发生4HR+U⁴⁺═UR₄+4H⁺；发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生，并得到含铀的溶液，发生UR₄+4H⁺═4HR+U⁴⁺，
故答案为：4HR+U⁴⁺═UR₄+4H⁺；UR₄+4H⁺═4HR+U⁴⁺；
（3）①因为Cr易被氧化，为Cr被氧化，不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹后，若氧吹前加入Cr会形成炉渣被除去，
故答案为：后；
②炼钢时，加入硅、锰和铝，可与氧气反应，且能改变合金的性质，起到脱氧和调整钢的成分的作用，
故答案为：脱氧和调整钢的成分；
③炼铁和炼钢生产中，CO是主要的还原剂，故尾气均含有的主要污染物是CO，一氧化碳会引起中毒，故需对其进行尾气处理．一氧化碳是一种很好的还原剂同时还是一种燃料，
故答案为：CO； 燃料（或还原剂）．

点评 本题考查较综合，涉及纯碱工业、钢铁的冶炼及化学反应的书写，为综合性题，把握化学与生活的关系、化学反应的应用为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．