硝酸工业制法学生

硝酸的工业制法:2.氨氧化法制硝酸反应原理NH3催化氧化⑫HNO3生成⑬尾气吸收⑭合成装置：氨合成塔和水冷分离器。氨的分离原理：高压下氨的沸点较高，在水冷的条件下氨就转化为液态氨而与氮气和氢气分离。(2)净化原料气中的主要杂质：h2s、co、co2、O2等。主要危害：某些杂质会导致 。净化方法用氨水吸收H2S：CO转化为CO2：CO+HO=====CO+H2高温2 2用k2co3溶液吸收co2：用醋酸、铜和氨配制成的溶液精制处理。合成氨工业原理：N+3H 2NH+92.4KJ其他；(1)N2和H2的配比为1：2.8,目的是使廉价易得的原料适当过量，以提高。循环操作：混合气体通过冷凝器，使NH3，将分离出来，并将经循环压缩机再送入合成塔，使其充分反应。主要设备。⑷过程：原料气制备一一一一压缩合邪二^ 原料：主要来源于H2O和碳氢化合物，相关化学反应如下：

c+h2o==co+h2CO+H20催化剂£02+H2CH+HO=^===CO+3H4 2催化剂 2CH+2氏0=高典£0|+4H4 2催化剂2 2CO+H2O(g)===CO2+H2L化学反应速率增大增大压强(I)L化学反应速率增大增大压强」平衡向正反应方向移动一压强越大越好，但受动］TOC\o"1-5"\h\z卜IQMPS30"%力'材料、设备限制 「(2)温度I~化学反应速率增大 —升高温度T―平衡［句逆反应方向移动—采取适宜的温度 ］ ,=>JI^,1J m_LW1=1 F=>400%.〜50O^Cn催化剂在500^El寸活性最高厂⑶催化剂使用催化剂可加快化学反应速率，但不影响化学平衡采用以铁为主的催化剂。(4)循环操作合成氨转化率较低，要采用循环操作。混合气体通过冷凝器，使氨液化，将氨分离出来，并将没有反应的N并将没有反应的N2和H2经过循环压缩机，再送入合成塔，使其被充分利用。合成氨是人类科学技术上的一项重大突破。如图是工业上合成氨气的主要步骤部分。(部分转化步骤及生成物图中已省略)。请回答下列问题：

萼co.h2萼co.h2化CO,、|天然气_(含】AS等杂所广化破水然气⑴上图制备氢气的方法是(用示表式 程V搠方学除去二由化丝化⑵实际生产过程中，为了使生成的氨从混合气体中分离出来，常采用的方法是原料气进入合成塔之前必须进行净化，目的是上述流程中除去H2S杂质所用的试剂是(填化学式)，转化CO的化学方程式是；合成氨工业中能体现节能的操作是(填一种)；⑸设CH4同时和H2O(g)及O2(g)反应，若CH4和H2O(g)及富氧空气(O2含量较高，不同富氧空气氧气含量不同)混合反应，产物气体组成如表：该富氧空气中O2和N2的体积比为。2.(2013-中山高三检测)将N2和H2在一定条件下反应，制得纯净的NH3，将所得NH3和足量的02通过装置中的催化剂，发生氨的催化氧化反应。请根据你已学知识，回答下列问题：(1)工业合成NH3时，在有催化剂的条件下，选用了20MPa〜50MPa、500°。这一条件，选用500°C的原因是 ，增大压强有利于N2+3H2高温化高压2NH3这一反应平衡正向移动，为何不采用更大的压强：2)如图所示是NH3和O2进入含催化剂的装置，发生反应，从A处导出的气体成分是假设该实验制得纯净的NO气体，则应采取措施，使这些气体完全转化为HNO3。(3)若该实验结束时，有剩余尾气NO和NO2,为防止污染空气，将其通入NaOH溶液，能恰好反应生成NaNO2,则尾气中NO和NO2的物质的量的关系为，该反应中氧化剂为，还原产物为 。

1.减少SO2的排放、回收利用SO2成为世界性的研究课题。我国研究人员研制的利用低品位软锰矿浆（主要成分是MnO2）吸收废渣高温焙烧产生的SO2,制备硫酸锰的生产流程如下:浸出液的pHV2,其中的金属离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2+、Al3+、Ca2+、Pb2+等其他金属离子。废渣一高温焙烧一SO2软锰矿浆-1浸出|一浸出液一废渣一高温焙烧一SO2软锰矿浆-1浸出|一浸出液一上 —^— 氧化-调节pH静置-过滤-吸附-静置、过滤£阳离子吸附剂滤渣一滤渣操作a石灰浆MnO2粉 |MnSO4•H2O—干燥有关金属离子的半径以及形成氢氧化物沉淀时的pH见下表，阳离子吸附剂吸附金属离子的效果见下图。离子离子半径离子离子半径（pm）开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe2+747.69.7Fe3+642.73.7A13+503.84.7Mn2+808.39.8Pb2+1218.08.8Ca2+99——已知PbO2的氧化性大于MnO2。请回答下列问题：⑴写出浸出过程中主要反应的化学方程式人,氧化过程中主要反应的离子方程式▲。⑵在氧化后的液体中加入石灰浆，用于调节pH,pH应调节至_4。⑶阳离子吸附剂用于除去杂质金属离子。决定阳离子吸附剂吸附效果的因素是▲（填写序号）。d.吸附时间c.金属离子的半径a.溶液的pHd.吸附时间c.金属离子的半径（4）操作。包括▲等过程。5.碘酸钾是一种白色结晶粉末，无臭无味，酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用，被还原为单质碘，在碱性介质中，碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾。碘酸钾在常温下稳定，加热至560。（开始分解。工业生产碘酸钾的流程如下，在反应器中发生反应的化学方程式为：+KClO+HO--KH（IO）+KCl+Cl个（未配平）3 2 32 2

（1） 已知步骤①反应器发生的反应中，两种还原产物所得电子数相同，请配平该反应的化学方程式：；（2）步骤②中用稀酸酸化的作用是 ；在稀硝酸和稀盐酸中不能选用的酸是：，其原因是 ；（3） 步骤③要保持溶液微沸1小时以完全排出氯气，排出氯气的原因为 （4）参照下表碘酸钾的溶解度，步骤11得到碘酸钾晶体，你建议的方法是.温度/°01020406080KIOg/100g水4.606.278.0812.618.324.86.（10分）工业碳酸钠（纯度约为98%）中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-等杂质，提纯工艺线路如下：I、碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示:NaCO-10HONaCO-7HO NaCO-HOTOC\o"1-5"\h\z232 |23 2 |232 *32 36 t(°。II有关物质的溶度积如下:物质CaCO3MgCO3Ca(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3Ksp4.96x10-96.82x10-64.68x10-65.61x10-122.64x10-39TOC\o"1-5"\h\z回答下列问题：（1）加入NaOH溶液时，首先生成的沉淀是 （填化学式）；生成氢氧化镁沉淀的离子方程式为。（2）“趁热过滤”时的温度应控制在 。（3） 有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。请你分析实际

工业生产中是否可行.，并说明理由.△H=+92.36kJ-mol—1(4)已知：NaCO-10HO(s)=工业生产中是否可行.，并说明理由.△H=+92.36kJ-mol—1NaCO-10HO(s)=NaCO-HO(s)+9HO(g) AH=+473.63kJ-mol—12 3 2 2 3 2 2又知：H2O(l)=H2O(g)AH=+44kJ-mol—1写出Na2CO3-H2O脱水生成气态水的热化学方程。3、(2006广东卷20)氧化铜有多种用途，如作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探究其性质，某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验：制备氧化铜：I II _mCuO工业CuSO4—一一一CuSO4溶液一一CuSO4•5H2OCuO步骤1的目的是除不溶性杂质，操作是：步骤11的目的是除铁，操作是：滴加H2O2溶液，稍加热；当Fe2+完全转化后，慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末，搅拌，以控制pH=3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH=1。控制溶液pH=3.5的原因是： 、过步骤111的目的是得到CuSO4・5H2O固体，操作是：、过滤、水浴加热烘干。水浴加热的特点是： 探究氧化铜的性质：取A、B两支试管，往A中加入适量的CuO粉末，再分别向A和B加入等体积3%H2O2溶液，只观察到A中有大量气泡，结论是：。为探究试管A中的反应速率，收集气体并测定其体积必需的实验仪器有：. —7、(2008广东23)硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程。整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程;H2还原SiHCl3过程中若混O2,可能引起的后果。下列有关硅材料的说法正确的是 (填字母)。A、 碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥B、 氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承C、 高纯度二氧化硅可用于制造高性能通讯材料一光导纤维D、 普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高E、 盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释 19、(2009年高山考天津9)海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和漠的过程如下：

(1)请列举海水淡化的两种方法:、(2)将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、、,或h2、(1)请列举海水淡化的两种方法:、(3)步骤I中已获得Br2,步骤II中又将Br2还原为Br-,其目的为。步骤II用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为： ，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题。某化学研究性学习小组为了解从工业漠中提纯漠的方法，查阅了有关资料，Br2的沸点为59r。微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，了如下装置简图：请你参与分析讨论：①图中仪器B的名称：②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是③实验装置气密性良好，要达到提纯漠的目的，操作中如何控制关键条件： 14、(09杭州儒林•育英高复学校第三次)现有含NaCl、Na2SO4、NaNO3②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因