Question

【化学—选修2：化学与技术】（15分）

I、污水经过一级、二级处理后，还含有少量Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子，可加入沉淀剂使其沉淀。下列物质不能作为沉淀剂的是

A．氨水 B．硫化氢气体 C．硫酸钠溶液 D．纯碱溶液

II、合成氨的流程示意图如下：

回答下列问题：

（1）工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的，通常使用的两种分离方法是 ， ；氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式 ， ；

（2）设备A中含有电加热器、触煤和热交换器，设备A的名称 ，其中发生的化学反应方程式为 ；

（3）设备B的名称 ，其中m和n是两个通水口，入水口是 （填“m”或“n”）。不宜从相反方向通水的原因 ；

（4）设备C的作用 ；

（5）在原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过如下反应来实现：CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+ H2 (g)，已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627，若要使CO的转化超过90%，则起始物中c(H2O)：c(CO)不低于 。

Answer 1

（15分）Ⅰ、AC （2分） Ⅱ、（1） 液化、分馏 ； （1分） 与碳反应除去O2 （1分）

C＋H2OH2＋CO（1分）；CH4＋H2O3H2＋CO （1分）

（2） 合成塔 （1分）（1分）

（3）冷却塔（1分）；n（1分）；高温气体由冷却塔的上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷却效果好。（2分） （4）将液氨与未反应的原料气分离。 （1分） （5）13.8 （2分）

【解析】

试题分析：I、A．氨水能与铜离子形成络合物，不能形成沉淀，即氨气不能作为沉淀剂；B．硫化氢气体与三种金属阳离子均反应生成沉淀，可以作为沉淀剂；C．硫酸钠溶液与铜离子不能产生沉淀，不能作为沉淀剂；D．纯碱溶液与三种金属阳离子均产生碳酸盐沉淀，可以作为沉淀剂，答案选AC。

II、（1）由于氮气的沸点低，且空气中含有氧气，所以从空气中分离出氮气通常使用的两种分离方法是液化、分馏和与碳反应除去O2；氢气的来源是水和碳氢化合物，高温下碳与水蒸气反应生成氢气和CO，甲烷在一定条件下也能与水蒸气反应生成氢气和CO，反应的化学方程式分别是C＋H2OH2＋CO、CH4＋H2O3H2＋CO。

（2）根据装置可知设备A的名称合成塔，其中发生的化学反应方程式为N2＋3H22NH3。

（3）设备B的名称冷却塔，由于高温气体由冷却塔的上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷却效果好，所以入水口是n。

（4）设备C是分离器，及时把将液氨与未反应的原料气分离，有利于平衡向正反应方向进行，提高原料利用率。

（5）设起始物中c(H2O)与c(CO)分别是x与y，则消耗CO是0.9y，生成CO2和氢气均都是0.9y，则根据平衡常数K可知，解得x：y＝13.8，即起始物中c(H2O)：c(CO)不低于13.8。

考点：考查化学与技术模块的分析与由于