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

Ⅰ、AC (2分)

Ⅱ、（1） 液化、分馏 ； (1分) 与碳反应除去CO2 (1分)

(1分) (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.过量氨水与Cu2＋反应生成[Cu(NH3)2]2＋、硫酸钠溶液与Cu2＋不反应。

Ⅱ⑴从空气中分离出氮气的方法：①先通过降温将空气液化，然后再升温分馏得氮气，②将空气与碳反应，然后再除去CO2得氮气；C、CH4均能与水蒸气反应制取氢气。

⑵工业上合成氨()的设备为合成塔；

⑶从合成塔出来的混合气(N2、H2、NH3)通过冷却塔使氨气冷凝从混合气中分离出来；冷却水要从下口(n)进入，高温气体由冷却塔的上端进入，实现逆向冷却效果好。

⑷设备C能将液氨与未反应的原料气分离出来，同时再将未反应的原料气压缩到合成塔中循环利用。

⑸据题意，要使反应正向进行(除去CO)，则，解得。

考点：本题考查合成氨工业的设备与原理及化学平衡常数的计算与应用。