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火炸药的绿色制造技术发展
以硝基化合物为代表的含能材料是火炸药技术的基础,其传统的制造工艺过程会产生含有大量有机物的废酸和废水,环境污染严重,治理费用高,因此火炸药原材料组分传统制造工艺需要进行绿色化和低成本改进,以及积极开发含能材料的绿色合成工艺。
硝基含能化合物的生物合成是火炸药原材料制造技术中最新颖的前沿研究领域,是一种真正绿色合成路线。最具代表性的新型硝化技术是用N2O5作为绿色硝化剂,这一技术的关键是如何制备N2O5和怎样实现N2O5硝化工艺。
研究的N2O5制备方法主要有半渗透膜电解法和臭氧氧化法:
1)半渗透膜电解法是在电解池内用特制的半渗透膜隔开两个电极,电解无水硝酸而生成N2O5;
2)臭氧氧化法是将浓度5%﹣10%的臭氧与氧气的混合物和N2O4进行气相反应生成N2O5。
试验的N2O5硝化工艺主要有2种:
1)用N2O5﹣HNO3﹣N2O4作硝化剂进行硝化;
2)用N2O5和无水HNO3于液态二氧化碳中进行硝化。
南京理工大学研究了用DADN原料在N2O5﹣HNO3体系中绿色硝解制备HMX.以DADN为原料,不同硝解方法的优缺点比较见表:
硝化体系 |
收率/% |
优点 |
缺点 |
HNO3 |
40 |
步骤简单 |
得率低 |
H2SO4﹣NH4NO3﹣HNO3 |
80﹣85 |
工艺成熟 |
废酸量大,难处理 |
P2O5﹣HNO3 |
99 |
得率高,纯度好 |
P2O5和HNO3需大大过量,腐蚀性大 |
N2O5﹣有机溶剂 |
65 |
无需废酸处理 |
得率低,溶剂易挥发 |
N2O5﹣HNO3 |
94 |
得率高,废酸少,硝化剂的过量比小 |
无 |
火炸药的安全使用知识有:防止炸药受热、火焰引起的爆炸;按炸药使用温度使用,不要超过温度条件;禁止长时间阳光照射;禁止电焊、气焊、气割作业等。
依据文章内容,回答下列问题:
(1)文中涉及到的下列物质:P2O5、HNO3、O3、NH4NO3、N2O4中,不包括的物质类别是 (填序号)。
A.单质 B.氧化物 C.酸 D.碱 E.盐
(2)最具代表性的新型硝化技术是用 作为绿色硝化剂。
(3)如表中,以DADN为原料,不同硝解方法比较中,P2O5和HNO3需大大过量,腐蚀性大的硝化体系是 。
(4)火炸药的安全使用还有哪些注意事项 。 (原文已有方法不能重复,任答一点)
如图是实验室制取气体的部分装置,回答有关问题。

(1)指出图中标示的仪器名称:a 。
(2)实验室若选用B装置制备氧气,反应的化学方程式 。收集氧气可选择的装置 (填一个序号)。
(3)实验室制取二氧化碳时,常选用C装置收集气体,证明是否集满的方法是 。
向表面生锈的铁片中滴加稀硫酸,产生氢气的质量与所加稀硫酸的质量关系如图所示,请回答:
(1)从图中可以看出完全反应后产生氢气的质量为 g。
(2)求所加稀硫酸中溶质的质量分数。(写出计算过程,计算结果精确到0.1%)

某化学兴趣小组为验证酸的通性,做了以下5组实验,请分析并回答问题:
[演示实验]

[提出质疑]实验③没有明显现象,甲同学对该实验是否发生化学反应提出质疑,并设计了以下实验进行验证。
[实验探究]
|
实验方案 |
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
|
一 |
测定氢氧化钠溶液的pH=a,滴加稀盐酸后测得溶液pH=b(忽略体积的变化) |
a b (填“>”、“<”或“=”) |
发生了反应 |
|
二 |
向实验③所得混合溶液中加入硝酸银溶液 |
有白色沉淀产生 |
发生了反应 |
[评价交流]乙同学认为甲同学的验证实验中方案二不可行,理由是 。
[拓展延伸]演示实验中有一组没有验证酸的通性,该组是 (填序号)。请你补充一个演示实验(不改变反应物的类别)完整验证酸的通性,该实验的化学方程式为 。
硫化氢(H2S)是一种密度比空气密度大的气体,实验室通常用固体硫化亚铁(FeS)和稀硫酸混合,常温下通过发生复分解反应制得硫化氢气体。试回答:

(1)实验室制取硫化氢气体的化学方程式为 。
(2)根据装置图回答下列问题。
①制得硫化氢气体的发生装置可以选用 (填序号)。该装置在实验室还可以用来制取氧气,写出用该装置制取氧气的化学方程式 。
②若用C装置收集硫化氢气体,进气口应为 (填“a”或“b”)。
海洋中蕴藏着丰富的化学资源,从海水中提取金属镁的主要步骤如图:
资料:海滩贝壳的主要成分是CaCO 3

(1)为节约资源,试剂X常用海滩贝壳为原料制得,则试剂X为 (填化学式);
(2)操作Y的名称为 ;
(3)在熔融状态下的MgCl 2,通电后会生成镁与一种气体单质,该反应的化学方程式为 。
(4)镁常用作合金,一般地合金相对于纯金属,具有的优良特性有 (填序号)。
A.硬度小
B.熔点高
C.抗腐蚀性强