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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)
某化学兴趣小组的同学做粗盐提纯实验,如图是同学们作粗盐提纯的实验示意图。请回答下列问题:
(1)操作③中玻璃棒搅拌的作用是 。
(2)操作⑥中的错误是: 。
(3)粗盐提纯实验中的操作顺序为 (填操作序号),以及称量精盐并计算产率。
(4)操作④中,当观察到蒸发皿内 时,停止加热,让余热蒸干剩余液体。
某中学化学兴趣小组同学在老师的指导下(实验员提供如下器材和若干化学药品),进行气体的制备和性质的探究。
(1)写出图中标号为a的仪器的主要用途 。
(2)实验室制取CO2且操作相对简易时,发生装置最好选用 (填字母),组装好仪器后,应先 再添加药品。
(3)实验室常用过氧化氢溶液制氧气,该反应的化学方程式为 ,实验室若需要干燥的氧气,则收集氧气前应先 将氧气通过H装置,H装置中的液体d是 ,气体通过H时,应从 (填“b”或“c”)端进入。
A~I均为初中化学常见物质,它们之间的转化关系如图,部分产物己略去。已知A是人体胃酸的主要成分,B是大理石的主要成分,D为液体,F为气体,I能与A反应生成个数比为1:2的+2价、+3价铁盐。
(1)写出下列物质的化学式C 、H 。
(2)上述①②③④⑤中属于化合反应的是 、属于分解反应的是 。
(3)写出G→H的化学反应方程式 。
(4)写出I和A反应的化学反应方程式 。
请从H、C、N、O、Na、Cl、K、Ca中选取相关元素,用合适的化学用语填空。
(1)已知NO 2 ﹣,请标出N(NO 2) 3中加点N的化合价
(2)含有2核10电子的阴离子
(3)厨房最常见的调味品 (填化学式,以下均同)
(4)可作复合肥的盐 。
(5)实验室中可在MnO 2催化下制O 2的物质 (含2种元素)、 (含3种元素)
(6)可作补钙剂的物质 。
化学使我们的生活丰富多彩,生活中处处有化学。请用化学知识回答下列问题:
(1)画出O 2 ﹣的结构示意图 。
(2)浓硫酸不慎沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后再涂上3%﹣5%的 (填名称)的溶液。
(3)乙醇 (填"能"或"不能")导电。
(4)干冰 (填"是"或者"不是")冰。
(5)电解水时加少量NaOH以增强导电性。但电解过程中NaOH不发生反应。则电解后溶液的pH (填"增大"、"减小"或者"不变")。
(6)氧化钙与水反应、镁与盐酸反应均 (填"放出"或"吸收")热量。