化学工业流程题50道(有答案)1(8)

1970-01-01 08:00

(注:除去水蒸气后的水煤气含55~59%的H2,15~18%的CO,11~13%的CO2,少量的H2S、CH4,除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气,即可进行甲醇合成) 1、制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g)

CO(g)+H2(g),此反应是

吸热反应。① 此反应的化学平衡常数表达式为 ;

②下列能提高碳的平衡转化率的措施是 。

A.加入C(s) B.加入H2O(g) C.升高温度 D.增大压强 2、将CH4转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为: CH4 (g)+3/2O2 (g)CO (g)+2H2O (g) +519KJ。工业上要选择合适的催化剂,分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)

① X在T1℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍; ② Y在T2℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍; ③ Z在T3℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍; 已知:T1>T2>T3,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是 (填“X”或“Y”或“Z”),选择的理由是 。

3、合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,主要反应是:2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)+181.6kJ。T4℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中加入CO、H2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:

物质 浓度/(mol·L-1) H2 0.2 CO 0.1 CH3OH 0.4 ① 比较此时正、逆反应速率的大小:v正 v逆 (填“>”、“<”或“=”)。 ② 若加入同样多的CO、H2,在T5℃反应,10 min后达到平衡,此时c(H2)=0.4 mol·L-1,则该时间内反应速率v(CH3OH) = mol·(L·min)-1。

4、生产过程中,合成气要进行循环,其目的是 。

答案:

k?1、①

c(CO)?c(H2)c(H2O); ②BC

2、Z,催化效率高且活性温度低(或催化活性高速度快,反应温度低产率高)

3、① > ②0.03 mol·L-1·min-1。

4、提高原料CO、H2的利用率(或提高产量、产率亦可)。 略

41.(17分)某炼铁废渣中含有大量CuS及少量的铁和铁的化合物,工业上以该废渣为原料

生产

CuCl2·2H2O的流程如下:

NaCl 空气 4mol/L盐酸 试剂A 废渣 粉碎 高温 废气 酸浸 调pH升高至3~4 过滤 滤渣 滤液B

CuCl2·2H2O

请回答下列问题:

……(1)废渣中的铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀,其正极反应式为 。 (2)高温煅烧时CuS发生的反应为: CuS + NaCl + O2——→ CuCl2 + Na2SO4 ,配平该反应方程式。

(3)调pH后铁元素生成滤渣的离子方程式为 。 (4)试剂A最好选用下列三种物质中的 (填序号):a.NaClO b.Cl2 c.浓硫酸 理由是 。 (5)分析右图溶解度曲线回答:

高温

①为了获得CuCl2·2H2O晶体,对滤液B进行的操作是:蒸发浓缩、_________、滤液冷却结晶、过滤得到产品。

②“冷却结晶”过程中,析出CuCl2·2H2O晶体的合适温度或温度范围是 。

--答案:(1)(3分)2H2O+O2+4e=4OH (电荷不守恒、化学式任错一个0分)

(2)(2分)1 2 2 1 1(错1个0分) (3)(3分)Fe3++3OH= Fe(OH)3↓

(4)(5分) a(2分) NaClO能将Fe2氧化为Fe3(1分),且NaClO溶液显碱性(1

分),能增大溶液pH

(5)(4分)①趁热过滤(2分。趁热1分,过滤1分) ②35~40℃(

42.氢、氮、氧三种元素可以分别两两组成如氮氧化物、氮氢化物和氢氧化物等,科学家们

已经研究和利用其特殊性质开发其特有的功能。

(1)肼(N2H4)的制备方法之一是将NaClO溶液和NH3反应制得,试写出该反应的化学方程式 。

(2)过氧化氢的制备方法很多,下列方法中原子利用率最高的是 (填序号)。

A.BaO2 + H2SO4 = BaSO4 ↓ + H2O2

B.2NH4HSO4 电解 (NH4)2S2O8 + H2↑;

(NH4)2S2O8 + 2H2O = 2NH4HSO4 + H2O2 C.CH3CHOHCH3 + O2→ CH3COCH3 + H2O2 D.乙基蒽醌法见图8

H2/Pd OOHOO2 H2O2 图8

OH

(3) 根据本题(2)中B选项的方法,若要制得1mol H2O2,电解时转移电子数为 。 (4)最近美国Simons等科学家发明了不必使氨先裂化为氢就可直接用于燃料电池的方法。它既有液氢燃料电池的优点,又克服了液氢不易保存的不足。其装置为用铂黑作为电极,加入碱性电解质溶液中,一个电极通入空气,另一电极通入氨气。其电池反应为:4NH3+3O2

..=2N2+6H2O,写出负极电极反应式 。

(5)工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物(以NO和NO2的混合物为例)。

已知:NO不能与Na2CO3溶液反应。

NO + NO2 + Na2CO3 = 2NaNO2 + CO2

2NO2 + Na2CO3 = NaNO2 + NaNO3 + CO2

①用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物,每产生22.4L(标准状况)CO2

(全部逸出)时,吸收液质量就增加44g,则混合气体中NO和NO2的体积比为 。

②用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物存在的缺点是 。

答案:

43.由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,....

产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下:

(注:NaCl熔点为801℃;AlCl3在181℃升华)

(1)精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,相关的化学方程式为①_____________ ②__________ 。

(2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2、

HCl外还含有________;固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在______。

+-

(3)在用废碱液处理气体 A 的过程中,所发生反应的离子方程式除了H+OH===H2O 还有:_____________ 。

(4)镀铝电解池中,金属铝为________极,熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlCl4

和Al2Cl7形式存在,铝电极的主要电极反应式为____________________________。

(5)钢材镀铝后,表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀,其原因是___________。

答案:

44.(13分)

用菱锌矿(主要成分为碳酸锌,还含有Fe2+、Fe3+、Mg2+、Ca2+、Cu2+等)制备氯化锌的一种流程如下。

(1) 在反应3前要将菱锌矿研磨,其目的是▲。

(2) 反应4将Fe2+ 氧化为Fe3+,该反应的离子方程式为▲。 (3) 加入氧化锌调节至pH=4.5,反应5的离子方程式为▲。 (4) 锌粉不在反应4之前加入的原因是▲。

(5) 若用石墨做电极电解滤液Y,则可以得到参与本流程反应的物质有▲。

答案:(13分)

(1)增大反应物接触面积,使反应3反应速率加快(2分)

(2)2Fe2++ClO—+2H+=2Fe3++Cl—+H2O或6Fe2++ClO3—+6H+=6Fe3++Cl—+3H2O(3分) (3)ZnO+2H+=Zn2++H2O Fe3++3H2O

Fe(OH)3 +3H+

或3ZnO+2Fe3++3H2O=2Fe(OH)3↓+3Zn2+(3分)

(4) Zn与H+以及Fe3+反应,将增加Zn的用量以及后续实验中次氯酸钠(或氯酸钠)的用量(其

他合理答案均可)(2分) (5)H2 Cl2 Zn(3分) 略

45.【化学—选修2:化学与技术】

根据废水中所含有害物质的不同,工业上有多种废水的处理方法。

废水Ⅰ 中和法 PH近于7 废水Ⅱ 废水Ⅲ 混凝法 沉淀法 除悬浮物 除Cu2+ 、Hg2+ 废水Ⅳ 氧化还原法 除CN -(1)①废水I若采用CO2处理,离子方程式是 。

②废水Ⅱ常用明矾处理。实践中发现废水中的c(HCO3)越大,净水效果越好,这是


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