2010年实验热点《化学工业流程综合实验》[优质课].doc

实验热点 化学工业流程实验 1．工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下： （1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H2O(g)CO2+H2 ①t℃时，往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气。反应建立平衡后，体系中c(H2)=0.12mol·L－1。该温度下此反应的平衡常数K=_____（填计算结果）。 ②保持温度不变，向上述平衡体系中再加入0.1molCO，当反应重新建立平衡时，水蒸气的转化率α(H2O)=________。 T/KT1573T2K1.00×1072.45×1051.88×103（2）合成塔中发生反应N2 T/K T1 573 T2 K 1.00×107 2.45×105 1.88×103 T1____573K（填“”、“”或“=”）。 900 温度℃产率 NO （3）NH3和O2 900 温度℃ 产率 NO 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)　 △H=－905kJ·mol－1 不同温度下NO产率如图所示。温度高于900℃时， NO产率下降的原因 。 （4）吸收塔中发生反应的化学方程式为： 。 （5）上述工业流程中，采用了循环操作工艺的是 （填序号） （6）硝酸厂的尾气含有氮氧化物，如果不经处理直接排放将污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为： CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)； △H=－574kJ·mol－1 CH4(g)+4NO(g)＝2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)； △H=－1160kJ·mol－1 则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为：_____________________________。 答案：（1）① 1； ② 50％； （2）＜ （3）温度高于900℃时，平衡向左移动 （4）2NO+O2＝2NO2 ，3NO2+H2O＝2HNO3+NO （5）⑤ （6）CH4(g)+2NO2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)+N2(g) △H＝－867kJ/mol 2． 铁及其化合物在日常生活应用广泛，请根据下列实验回答问题： （1）钢铁的腐蚀 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀的负极反应式为： ；将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡后，放入如下图所示装置中，下列叙述正确的是 A．过一段时间，乙试管中的导管内水柱上升 B．甲试管中铁钉发生了化学腐蚀 C．铁钉在该装置中被腐蚀的情况随时间的延长而加快 （2）生铁中含有一种铁碳化合物X（ Fe3C）。 X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸的溶液中含有的大量阳离子是： ；X与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式 。 （3）氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下： 回答下列问题： ①操作Ⅰ的名称是 ，操作Ⅱ的名称是 ； ②Na2CO3溶液可以除油污，原因是（用离子方程式表示） ； ③请完成生成FeCO3沉淀的离子方程式：Fe2+ + HCO3－ FeCO3↓+ + H2O = 4 \* GB3 ④写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式 ； 答案： （1）Fe -2e－ = Fe2+ A （2）Fe2+ Fe3+ H+ Fe（NO3）3 （3）① 过滤，洗涤 ② CO32－ + H2O HCO3－ + OH－ ③ Fe2+ + 2HCO3- = FeCO3↓+ CO2 ↑ + H2O = 4 \* GB3 ④ 3.自然界中存在的天然纯碱主要来自于碱湖和固体碱矿。工业上以氯化钠为原料生产纯碱。 我国化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法的原理是将二氧化碳通入氨水的氯化钠饱和溶液中，使碳酸氢钠从溶液中析出，过滤得到碳酸氢钠晶体。已知氯化钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵在20℃下的溶解度分别为：36 g、9.6 食盐氨水 食盐 氨水 二氧化碳 碳酸化 过滤 氯化铵 过滤 冷却盐析 食盐 碳酸氢钠 氨水 加热 碳酸钠 ⑴请写出制取碳酸氢钠的化学方程式： ，碳酸氢钠能从溶液中析出的