Question

【化學(xué)—選修2：化學(xué)與技術(shù)】（15分）

I、污水經(jīng)過一級、二級處理后，還含有少量Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子，可加入沉淀劑使其沉淀。下列物質(zhì)不能作為沉淀劑的是

A．氨水 B．硫化氫氣體 C．硫酸鈉溶液 D．純堿溶液

II、合成氨的流程示意圖如下：

回答下列問題：

（1）工業(yè)合成氨的原料是氮?dú)夂蜌錃狻５獨(dú)馐菑目諝庵蟹蛛x出來的，通常使用的兩種分離方法是 ， ；氫氣的來源是水和碳?xì)浠�合物，寫出分別采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學(xué)反應(yīng)方程式 ， ；

（2）設(shè)備A中含有電加熱器、觸煤和熱交換器，設(shè)備A的名稱 ，其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為 ；

（3）設(shè)備B的名稱 ，其中m和n是兩個通水口，入水口是 （填“m”或“n”）。不宜從相反方向通水的原因 ；

（4）設(shè)備C的作用 ；

（5）在原料氣制備過程中混有CO對催化劑有毒害作用，欲除去原料氣中的CO，可通過如下反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)：CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+ H2 (g)，已知1000K時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.627，若要使CO的轉(zhuǎn)化超過90%，則起始物中c(H2O)：c(CO)不低于 。

Answer 1

（15分）Ⅰ、AC （2分） Ⅱ、（1） 液化、分餾 ； （1分） 與碳反應(yīng)除去O2 （1分）

C＋H2OH2＋CO（1分）；CH4＋H2O3H2＋CO （1分）

（2） 合成塔 （1分）（1分）

（3）冷卻塔（1分）；n（1分）；高溫氣體由冷卻塔的上端進(jìn)入，冷卻水從下端進(jìn)入，逆向冷卻效果好。（2分） （4）將液氨與未反應(yīng)的原料氣分離。 （1分） （5）13.8 （2分）

【解析】

試題分析：I、A．氨水能與銅離子形成絡(luò)合物，不能形成沉淀，即氨氣不能作為沉淀劑；B．硫化氫氣體與三種金屬陽離子均反應(yīng)生成沉淀，可以作為沉淀劑；C．硫酸鈉溶液與銅離子不能產(chǎn)生沉淀，不能作為沉淀劑；D．純堿溶液與三種金屬陽離子均產(chǎn)生碳酸鹽沉淀，可以作為沉淀劑，答案選AC。

II、（1）由于氮?dú)獾姆悬c(diǎn)低，且空氣中含有氧氣，所以從空氣中分離出氮?dú)馔ǔＪ褂玫膬煞N分離方法是液化、分餾和與碳反應(yīng)除去O2；氫氣的來源是水和碳?xì)浠�合物，高溫下碳與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和CO，甲烷在一定條件下也能與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和CO，反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是C＋H2OH2＋CO、CH4＋H2O3H2＋CO。

（2）根據(jù)裝置可知設(shè)備A的名稱合成塔，其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為N2＋3H22NH3。

（3）設(shè)備B的名稱冷卻塔，由于高溫氣體由冷卻塔的上端進(jìn)入，冷卻水從下端進(jìn)入，逆向冷卻效果好，所以入水口是n。

（4）設(shè)備C是分離器，及時把將液氨與未反應(yīng)的原料氣分離，有利于平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，提高原料利用率。

（5）設(shè)起始物中c(H2O)與c(CO)分別是x與y，則消耗CO是0.9y，生成CO2和氫氣均都是0.9y，則根據(jù)平衡常數(shù)K可知，解得x：y＝13.8，即起始物中c(H2O)：c(CO)不低于13.8。

考點(diǎn)：考查化學(xué)與技術(shù)模塊的分析與由于