能源“非石油化”是战略目标,发展以CH4、CO2等为原料的“C1化学”成为当今化工生产的必然趋势。通常天然气中含有H2S等有毒气体,下图为天然气合成氨的工艺流程。
(1)合成氨的原料之一为氮气,该流程中为合成氨提供氮气的物质是 。
(2)①处加入Fe2O3·H2O的目的是 。
(3)③处一般加入K2CO3溶液以吸收CO2 ,K2CO3溶液与CO2反应生成碳酸氢钾(KHCO3),该反应的化学方程式是 。
(4)右图是实验室模拟合成氨气的装置
(反应方程式:N2+3H2=2NH3)甲装置的作用有三个:一是将氮气和氢气干燥;二是使氮气和氢气充分混合;三是 ,从而提高氮气和氢气的利用率。
(5)该流程中参与循环的物质是 。
碳中和,中国在行动
人类在向大自然获取物质和能源的过程中,对物质的循环产生影响。有研究表明,大气中的碳元素只占地球碳总量的0.0000319%,通常这部分碳是通过自然界中的碳循环(包括大气、海洋、地表生物、火山爆发等)实现平衡。由于人类过度开采使用地下碳(主要是化石燃料),导致工业革命以来碳排放量急剧增加,正是这部分碳打破了大气中二氧化碳的平衡。
为减缓温室效应,我国政府向世界庄严承诺,中国将在2060年前实现碳中和。请回答以下问题:
(1)“碳循环”与“碳中和”中的“碳”,含义是否相同? 为什么? 。
(2)有人认为碳循环过程中碳元素的化合价始终保持不变,你认为是否正确? ,你的证据是(用化学方程式表示) 。
(3)碳循环中的关键物质﹣﹣二氧化碳
①天然气的主要成分是甲烧,若每个家庭每天平均消耗甲烷0.32kg,按三亿个家庭计算,每天向大气中排放 kg二氧化碳(假设甲烷完全燃烧)。
②沼气的主要成分也是甲烷,是利用植物秸秆等废物发酵而成。为解决能源需求跟气候变暖之间的矛盾,有学者建议:用沼气替代天然气,这样就不会额外增加二氧化碳的排放量。请你解释其中的道理 。
③某研究机构发明了转化大气中二氧化碳的技术。方法一:在一定条件下,二氧化碳和氢气反应生成甲醇(CH3OH)和水,用甲醇生产人造纤维;方法二:将二氧化碳转化为甲醇后用作燃料。这两种转化方法对大气中二氧化碳含量的影响是(填“增加”“减少”“不影响”):方法一 ;方法二 。
焰火中的化学
五光十色的焰火让人叹为观止。焰火中的白光主要是由金属镁燃烧产生。如图是有关微粒的结构示意图,请回答下列问题:
(1)燃烧前
图中属于原子的有(填序号) ,属于阴离子的有(填序号) 。氧原子(填"能"或"不能") 直接构成物质。保持金属镁化学性质的微粒是(填符号) 。
(2)燃烧中
在空气中点燃镁条,镁主要跟氧气反应,还能跟氮气反应生成少量氮化镁(氮元素显﹣3价)。
①镁跟氧气反应的微观实质是 。镁跟氮气反应的化学方程式为 ,所属基本反应类型为 。
②焰火中燃烧金属镁是为了把 能转化为 能。
(3)燃烧后
氧化镁能跟盐酸反应生成氯化镁。要把氯化镁中的镁元素重新分配到其它物质中,从化学变化中镁元素化合价是否改变的角度,反应可分为两类,请举例说明(用化学方程式表示) 和 。但无论化学反应多么复杂,从宏观看 不会消失,从微观看 不会消失。
某工厂废液中含有氯化钠、氯化铜和氯化亚铁。某课外小组要从废液中回收铜并得到铁红(主要成分Fe2O3),要求全过程不引入其他金属元素。设计实验方案如图所示:
请回答下列问题:
(1)工厂废液中加入过量A反应的化学方程式为 。
(2)用化学式表示固体甲的成分 。
(3)溶液甲中的金属离子是 (用离子符号表示)。
(4)完成步骤④的化学方程式:4Fe(OH)2+O2+2 ═4Fe(OH)3。
宏观和微观相结合是认识物质结构与性质的重要方法。
(1)氧原子的结构示意图为,硫原子的结构示意图为
。
①一个硫原子得到二个电子形成一种新粒子,该粒子的符号为 。
②氧气和硫单质分别与氢气反应生成H2O和H2S。H2O、H2S中氧与硫元素的化合价均为﹣2价,从原子结构上分析它们化合价相同的原因是 。
(2)Na2CO3溶液和H2SO4溶液反应的微观示意图如图1所示。该反应中实际参加反应的离子是 (填离子符号)。
(3)硫及其化合物的“化合价一物质类别”关系图如图2所示。物质X的化学式为 。
化学知识在疫情防控中具有重要价值。
(1)预防新冠肺炎,要保持均衡膳食,提高自身的免疫力。某同学的营养早餐是:豆浆、馒头、鸡蛋、苹果。其中馒头所提供的营养物质为 。
(2)医用一次性口罩内层为熔喷布,以聚丙烯为主要原料,聚丙烯属于 材料;口罩鼻梁上的金属条通常采用铝条,铝条耐腐蚀的原因是 (用化学方程式表示)。
(3)过氧乙酸溶液是常用的消毒液。过氧乙酸(C 2H 4O 3)无色且有辛辣味;具有强氧化性,温度稍高即分解放出氧气并生成醋酸(C 2H 4O 2)。其分解的化学方程式为 。