Question

選做題：圖表示某些化工生產的流程（部分反應條件和產物略去）：

（1）反應I需在500℃進行，其主要原因是______．
（2）H轉化為N的過程中，需要不斷補充空氣，其原因是______．
（3）寫出反應Ⅲ的化學方程式______．
（4）工業上，向析出K的母液中通氨氣，加入細小食鹽顆粒，冷卻后可析出副產品．通入氨氣的作用是______（填序號）．
a．增大NH₄⁺的濃度，使J更多地析出
b．使K更多地析出
c．使K轉化為M，提高析出的J的純度
（5）寫出上述流程所涉及的化學工業的名稱______．

Answer 1

解：液態空氣蒸餾主要得到O₂和N₂，焦炭和水蒸氣在高溫下反應生成CO和H₂，二者得到的氣體B、C在催化劑條件下能發生反應，則應為N₂和H₂的反應，生成的氣體為NH₃，所以，A為O₂，B為N₂，C為H₂，D為CO，E為NH₃，NH₃和O₂在催化劑條件下發生氧化還原反應生成NO，NO與反應生成NO₂，進而與水反應生成，所以，G為NO，H為NO₂，I為HNO₃，L為NH₄NO₃，CO和O₂反應生成CO₂，CO₂、NaCl和NH₃反應生成NaHCO₃，為侯氏制堿法的主要反應，NaHCO₃加熱分解生成Na₂CO₃，則F為CO₂，
J為NH₄Cl，K為NaHCO₃，M為Na₂CO₃；
（1）反應I是工業合成氨氣的反應，需在500～℃進行，其主要原因是此溫度下催化劑活性最高；故答案為：此溫度下催化劑活性最高；
（2）H轉化為N的過程中是二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮的反應，反應是化學平衡，需要不斷補充空氣使一氧化氮氣體不斷轉化為二氧化氮，提高原料的利用率，故答案為：使一氧化氮氣體不斷轉化為二氧化氮，提高原料的利用率；
（3）反應Ⅲ是候氏制堿法的反應原理，氨化的飽和食鹽水中通入二氧化碳生成碳酸氫鈉晶體和氯化銨，反應的化學方程式為：NaCl+CO₂+NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
故答案為：NaCl+CO₂+NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（4）工業上，向析出K的母液為氯化銨中通氨氣，加入細小食鹽顆粒，冷卻后可析出副產品J氯化銨，通入氨氣的作用是增大銨根離子濃度使氯化銨晶體析出，氨氣溶于水后生成氨水，氨水電離成銨根，增大銨根的濃度有利于氯化銨的析出來分析；同時通入氨氣使溶液堿性增強，使碳酸氫鈉轉換為溶解度較大的碳酸鈉，可以提高氯化銨的純度；故答案為：ac；
（5）上述流程所涉及的化學工業的名稱為：工業合成氨、氨氣的催化氧化、侯德榜制堿法；故答案為：工業合成氨、氨氣的催化氧化、侯德榜制堿法；
分析：液態空氣蒸餾主要得到O₂和N₂，焦炭和水蒸氣在高溫下反應生成CO和H₂，二者得到的氣體B、C在催化劑條件下能發生反應，則應為N₂和H₂的反應，生成的氣體為NH₃，所以，A為O₂，B為N₂，C為H₂，D為CO，E為NH₃，NH₃和O₂在催化劑條件下發生氧化還原反應生成NO，NO與反應生成NO₂，進而與水反應生成，所以，G為NO，H為NO₂，I為HNO₃，L為NH₄NO₃，CO和O₂反應生成CO₂，CO₂、NaCl和NH₃反應生成NaHCO₃，為侯氏制堿法的主要反應，NaHCO₃加熱分解生成Na₂CO₃，則F為CO₂，J為NH₄Cl，K為NaHCO₃，M為Na₂CO₃，結合物質的性質解答該題．
點評：本題考查無機物的推斷，題目難度中等，本題中注意從空氣的蒸餾和碳與水蒸氣的反應入手，根據物質反應的條件作為突破口進行推斷，題目考查較為綜合，學習中注意相關基礎知識的積累．