【化学与技术】
工业上制取硝酸铵的流程图如下,请回答下列问题:
(1)在上述工业制硝酸的生产中,B设备的名称是 ,其中发生反应的化学方程式为 。
(2)此生产过程中,N2与H2合成NH3所用的催化剂是 。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③的含义分别是 、 。
(3)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 。
(4)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+6NO2催化剂△ 7N2+12H2O(NO也有类似的反应)
以上两种方法中,符合绿色化学的是 。
(5)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 %。
(6)硝酸铵是一种常用的氮肥,在贮存和使用该化肥时,应注意的事项及理由是:
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注意事项 |
理由 |
| ① |
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| ② |
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(12分)某化学课外小组为测定空气中CO2的含量,进行了如下实验:
(1)配制0.100 0 mol·L-1和0.010 00 mol·L-1的标准盐酸。
(2)用0.100 0 mol·L-1的标准盐酸滴定未知浓度的Ba(OH)2溶液10.00 mL,结果用去盐酸19.60 mL。
(3)用测定的Ba(OH)2溶液吸收定量空气的CO2。取Ba(OH)2溶液10.00 mL,放入100 mL容量瓶里,加水至刻度线。取出稀释后的溶液放入密闭容器内,并通入10 L标准状况下的空气,振荡,这时生成沉淀。
(4)过滤上述所得浊液。
(5)取滤液20.00 mL,用0.010 00 mol·L-1的盐酸滴定,用去盐酸34.80 mL。请回答下列问题:
①配制标准盐酸时,需用下列哪些仪器________;
| A.托盘天平 |
| B.容量瓶 |
| C.酸式滴定管 |
| D.量筒 |
E.烧杯
F.胶头滴管
G.玻璃棒
②滴定操作中,左手__________,右手__________,眼睛________________________。
③Ba(OH)2溶液的物质的量浓度是________________________________________;
④过滤所得浊液的目的是_________________________________________________;
⑤此空气样品中含CO2的体积分数为______________________________________。
(共18分)如图中,A是氯气的发生装置,B、C是净化气体的装置,D中装铁丝网;反应后E的底部有棕色固体聚集;F是吸收多余气体的装置。
(1)上述装置中有一处错误,请指出是处(用字母表示)。
(2)通过B是为了除去,在B中应加入;通过C是为了除去。
(3)写出D、F中发生反应的化学方程式、。
(4)如果A中产生氯气3.36L(标准状况),请计算:
①写出A中发生反应的化学方程式,并标出A中的电子转移情况。
②消耗MnO2的物质的量。
③被氧化的HCl的物质的量。
某同学帮助水质检测站配制800mL 1 mol·L-1NaOH溶液以备使用。
(1)该同学应选择的玻璃仪器除了烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外,还有___________。
(2)其操作步骤如下图所示,则如图操作应在下图中的(填选项字母)之间。
A.②与③B.①与②C.④与⑤
(3)该同学应用托盘天平称取NaOH固体g,用质量为33.1 g的烧杯放在托盘天平上称取所需NaOH固体时,请在下图中选出能正确表示游码位置的选项(填选项字母)。
(4)下列操作对所配溶液的浓度大小有何影响 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
①定容时,俯视读数,浓度会;
②转移溶液过程中,少量液体溅出来,浓度会;
③容量瓶未干燥,浓度会;
④定容摇匀后发现溶液凹面低于刻度线,浓度会。
(5)配制溶液的实际操作过程中,动作要快,否则由于,会使配制的NaOH溶液的浓度比1 mol·L-1(填“大”或“小”)。
(10分)利用下图装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50 mL 0.25 mol·L-1硫酸倒入小烧杯中,测出硫酸温度;
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液,并用另一温度计测出其温度;
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测出混合液最高温度。
回答下列问题:
(1)写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式(中和热数值为57.3 kJ·mol-1):____________________________________________________________________。
(2)倒入NaOH溶液的正确操作是__________(从下列选项中选出)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入
(3)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________(从下列选项中选出)。
A.用温度计小心搅拌
B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯
D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(4)实验数据如下表:
①请填写下表中的空白:
②近似认为0.55 mol·L-1NaOH溶液和0.25 mol·L-1硫酸溶液的密度都是1 g·cm-3,中和后生成溶的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1。依据上表数据计算中和热ΔH=________(取小数点后一位)。
某化学小组欲以CO2主要为原料,采用下图所示装置模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3,并对CO2与NaOH的反应进行探究。请你参与并完成对有关问题的解答。
【资料获悉】
1、“侯氏制碱法”原理:NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl,然后再将NaHCO3制成Na2CO3。
2、Na2CO3与盐酸反应是分步进行:Na2CO3先与盐酸反应生成NaHCO3;然后再发生NaHCO3+HCl= NaCl+H2O +CO2↑
【实验设计】
【实验探究】
(1)装置乙的作用是。
(2)由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有、洗涤、灼烧。NaHCO3转化为Na2CO3的化学方程式为。
(3)若在(2)中灼烧的时间较短,NaHCO3将分解不完全,取加热了t1 min的NaHCO3样品29.6 g完全溶于水制成溶液,然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌。随着盐酸的加入,溶液中有关离子的物质的量的变化如下图所示。
则曲线c对应的溶液中的离子是(填离子符号);该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是。
(4)若将装置甲产生的纯净的CO22.24L(标准状况下)通入100mLNaOH溶液中,充分反应后,将溶液小心蒸干,得到不含结晶水的固体W,其质量为10.16g,则W的成分为(填化学式),原NaOH溶液的物质的量浓度为。