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Cu^2＋、Hg^2＋、Pb^2＋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Cu^2＋反应生成[Cu(NH₃)₂]^2＋、硫酸钠溶液与Cu^2＋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。