Question

【題目】研究化肥的合成、廢水的處理等有現實的重要意義．
（1）硝酸銨的生產方法是采用硝酸與氨氣化合，工業合成氨是一個放熱反應，因此低溫有利于提高原料的轉化率，但實際生產中卻采用400～500℃的高溫，其原因是；工業生產中，以氨氣為原料合成硝酸，寫出工業生產硝酸的最后一步的化學方程式 ．
（2）甲、乙、丙三個化肥廠生產尿素所用的原料不同，但生產流程相同：
已知：CO+H2O CO2+H2
①甲廠以焦炭和水為原料；
②乙廠以天然氣和水為原料；
③丙廠以石腦油（主要成分為C5H12）和水為原料．
按工業有關規定，利用原料所制得的原料氣H2和CO2的物質的量之比，若最接近合成尿素的原料氣NH3（換算成H2的物質的量）和CO2的物質的量之比，則對原料的利用率最高．據此判斷甲、乙、丙三個工廠哪個工廠對原料的利用率最高？ ．
（3）將工廠廢氣中產生的SO2通過下列流程如圖1，可以轉化為有應用價值的硫酸鈣等．
①寫出反應Ⅰ的化學方程式： ．
②生產中，向反應Ⅱ的溶液中加入強還原性的對苯二酚等物質，目的是 ．
③檢驗經過反應Ⅲ得到的氨態氮肥中SO42﹣所用試劑是 ．

（4）工業上利用氯堿工業產品治理含二氧化硫的廢氣．圖2是氯堿工業中電解飽和食鹽水的原理示意圖．
①用溶液A吸收含二氧化硫的廢氣，其反應的離子方程式是 ．
②用含氣體B的陽極區溶液吸收含二氧化硫的廢氣，其反應的離子方程式是 ．

Answer 1

【答案】
（1）催化活性最強，增加反應速率，縮短達到平衡的時間；3NO2+H2O=2HNO3+NO
（2）丙
（3）2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2；防止亞硫酸銨被氧化；鹽酸和氯化鋇（HCl和BaCl2）
（4）SO2+2OH﹣=SO32﹣+H2O（或SO2+OH﹣=HSO3﹣）；SO2+Cl2+H2O=4H++SO42﹣+2Cl﹣
【解析】（1）合成氨反應的化學方程式為：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H=﹣92.2kJ/mol，在400～500℃的高溫時，催化劑的催化活性最強，同時升高溫度雖然不利于平衡向正反應方向移動，但能增大反應速率，縮短達到平衡的時間；工業生產中，以氨氣為原料合成硝酸，是先將氨催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮與氧氣反應生成二氧化氮，二氧化氮與水反應生成硝酸，所以工業生產硝酸的最后一步的化學方程式為3NO2+H2O=2HNO3+NO，故答案為：催化活性最強，增加反應速率，縮短達到平衡的時間； 3NO2+H2O=2HNO3+NO；（2）NH3（換算成H2的物質的量）和CO2的物質的量之比為2：1合成尿素，即H2和CO2的物質的量之比為 ：1=3：1． 甲廠以焦炭和水為原料，CO+H2O CO2+H2 ， 生成的H2和CO2的物質的量之比為2：1．乙廠以天然氣和水為原料，CH4+2H2O CO2+4H2 ， 生成的H2和CO2的物質的量之比為4：1．丙廠以石腦油和水為原料，C5H12+10H2O 5CO2+16H2 ， 生成的H2和CO2的物質的量之比為16：5，丙最接近3：1，
故答案為：丙；（3）①根據反應物和生成物，寫出反應Ⅰ的化學方程式為：2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2 ， 故答案為；2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2；②亞硫酸根離子易被氧化，向反應Ⅱ的溶液中加入強還原性的對苯二酚等物質，目的是防止亞硫酸銨（NH4）2SO3被氧化，故答案為：防止亞硫酸銨（NH4）2SO3被氧化；③檢驗SO42﹣所用試劑是鹽酸和氯化鋇（HCl 和 BaCl2），故答案為：鹽酸和氯化鋇（HCl 和 BaCl2）；（4）①二氧化硫和氫氧化鈉反應生成NaHSO3 ， SO2+OH﹣=HSO3﹣（或SO2+2OH﹣=SO32﹣+H2O），
故答案為：SO2+OH﹣=HSO3﹣（或SO2+2OH﹣=SO32﹣+H2O）；②陽極區產生的氣體氯氣的溶液與二氧化硫發生氧化還原反應，SO2+Cl2+H2O=4H++SO42﹣+2Cl﹣ ，
故答案為：SO2+Cl2+H2O=4H++SO42﹣+2Cl﹣ ．
（1）溫度影響化學反應速率及化學平衡；工業生產中，以氨氣為原料合成硝酸，是先將氨催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮與氧氣反應生成二氧化氮，二氧化氮與水反應生成硝酸，據此寫化學方程式；（2）用原料所制得的H2和CO2的物質的量之比若最接近合成尿素的原料氣NH3（換算成H2的物質的量）和CO2的物質的量之比，原料的利用率最高，根據原料氣產生的H2和CO2的物質的量之比判斷；（3）①根據反應物和生成物，寫出反應Ⅰ的化學方程式；②加入強還原性的對苯二酚等物質，目的是防止亞硫酸銨（NH4）2SO3被氧化；③檢驗SO42﹣所用試劑是鹽酸和氯化鋇；（4）①二氧化硫和氫氧化鈉反應生成NaHSO3；②陽極區產生的氣體氯氣的溶液與二氧化硫發生氧化還原反應．