【化学――选修化学与技术】(15分)
氨在国民经济中占有重要地位,下图是合成氨的简要流程:
I.原料气的制备:
(1) 合成氨所需氮气来自空气,方法之一是将空气液化后再加热分馆;请另设计一种从空气中分离出氮气的方法:_________________________________________________________;
(2) 请写出工业上获得氢气的一种方法(用化学方程式表示)____________
II.原料气的净化:、
为防止催化剂“中毒”,原料气在进人压缩机之前必须经过净化、精制处理,“精制”过程通常是将含有少量CO、CO2、O2和H2S等杂质的原料气体通入含有氨水的醋酸亚铜二氨()溶液,以获得纯净原料气。其中,吸收CO的反应为:
(3) 为提髙CO吸收率,可采取的有效措施是__________________
(4) 除去氧气时,氧气将氧化为
,则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比是____________;
III.氨的合成:
(5)据报道,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现了髙温常压下高转化率的电化学合成氨。其实验装置如图。请写出钯电极A上的电极反应式________________________
(10分)下图是工业生产硝酸铵的流程。
(1)吸收塔C中通入空气的目的是__________________ 。A、B、C、D四个容器中的反应,属于氧化还原反应的是________(填字母)。
(2)已知:4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g) +6H2O(g)ΔH=-1266.8 kJ/mol
N2(g)+O2(g)===2NO(g)ΔH=+180.5 kJ/mol
写出氨高温催化氧化的热化学方程式:____________________________。
(3)已知:N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ/mol。为提高氢气的转化率,宜采取的措施有______________(填字母)。
A.升高温度 B.使用催化剂
C.增大压强 D.循环利用和不断补充氮气
(4)在一定温度和压强下,将H2和N2按3 : 1(体积比)在密闭容器中混合,当该反应达到平衡时,测得平衡混合气中NH3的气体体积分数为17.6%,求此时H2的转化率?(要有完整的计算过程,结果保留三位有效数字)
现有含NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合物,选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体,从而实现Cl-、SO42-、和NO3-的相互分离。相应的实验过程可用下图表示:
请回答下列问题:
(1)写出实验流程中下列物质的化学式: 试剂X :,沉淀A:,沉淀B:。
(2)上述实验流程中加入过量的Na2CO3的目的是。
(3)按此实验方案得到的溶液3中肯定含有(填化学式)杂质;为了解决这个问题,可以向溶液3中加入适量的,之后若要获得固体NaNO3需进行的实验操作是 _________(填操作名称)。
某双原子分子构成的气体,其摩尔质量为Mg/mol,该气体质量为mg,阿伏加德罗常数为NA,则:
(1) 该气体的物质的量为mol
(2) 该气体的一个分子的质量为g
(3) 该气体在标准状况下的密度为g/L
(4) 该气体所含原子总数为个
(1) 3.01×1024个OH-的物质的量为 ___,质量为 _______,这些OH-与标准状况下L NH3的物质的量相等,如果这些OH-自2L的Ba(OH)2溶液,则该Ba(OH)2的物质的量浓度为。
(2)同温同压同体积的氨气(NH3)和硫化氢(H2S)气体的质量之比为_____________,所含电子数之比为____________,相同质量的氨气和硫化氢气体的分子数之比为__________密度之比为______________,。
某混合溶液中可能含有的离子如下表所示:
可能大量含有的阳离子 |
H+、Ag+、Mg2+、Al3+、NH![]() |
可能大量含有的阴离子 |
Clˉ、Brˉ、Iˉ、CO32ˉ、AlO![]() |
为探究其成分,进行了以下探究实验。
(1)探究一:
溶液的体积(V)的关系如下图所示。
①该溶液中一定不存在的阳离子是______________ ,一定不存在的阴离子是__________;
②请写出沉淀减少过程中发生反应的离子方程式_____________________________。
(2)探究二:
乙同学检测到该溶液中含有大量的Clˉ、Brˉ、Iˉ,若向1 L该混合溶液中通入一定量的Cl2,溶液中Clˉ、Brˉ、Iˉ的物质的量与通入Cl2的体积(标准状况)的关系如下表所示,分析后回答下列问题:
Cl2的体积(标准状况) |
11.2 L |
22.4 L |
28.0 L |
n (Clˉ) |
2.5 mol |
3.5 mol |
4.0 mol |
n (Brˉ) |
3.0 mol |
2.5mol |
2.0 mol |
n (Iˉ) |
x mol |
0 |
0 |
①当起始至通入Cl2的体积为22.4L时,溶液中发生反应总的离子方程式为 ________________ ;
②原溶液中Clˉ、Brˉ、Iˉ的物质的量浓度之比为______________________。