Question

【題目】半水煤氣是工業合成氨的原料氣，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和H2O（g）．半水煤氣經過下列步驟轉化為合成氨的原料．
完成下列填空：
（1）半水煤氣含有少量硫化氫．將半水煤氣樣品通入溶液中（填寫試劑名稱），出現 ， 可以證明有硫化氫存在．
（2）半水煤氣在銅催化下實現CO變換：CO+H2O CO2+H2 ， 若半水煤氣中V（H2）：V（CO）：V（N2）=38：28：22，經CO變換后的氣體中：V（H2）：V（N2）= ．
（3）堿液吸收法是脫除二氧化碳的方法之一．已知：

	Na2CO3	K2CO3
20℃堿液最高濃度（mol/L）	2.0	8.0
堿的價格（元/kg）	1.25	9.80

若選擇Na2CO3堿液作吸收液，其優點是；缺點是 ． 如果選擇K2CO3堿液作吸收液，用什么方法可以降低成本？寫出這種方法涉及的化學反應方程式．
（4）以下是測定半水煤氣中H2以及CO的體積分數的實驗方案．取一定體積（標準狀況）的半水煤氣，經過下列實驗步驟測定其中H2以及CO的體積分數．
①選用合適的無機試劑分別填入Ⅰ、Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、方框中．
②該實驗方案中，步驟（選填“Ⅳ”或“Ⅴ”）可以確定半水煤氣中H2的體積分數．

Answer 1

【答案】
（1）硝酸鉛（或硫酸銅）；黑色沉淀
（2）3：1
（3）價廉；吸收CO2能力差；堿液循環使用；2KHCO3 K2CO3+CO2↑+H2O
（4）；濃硫酸；濃硫酸；；IV
【解析】（1）將水煤氣通入硝酸鉛（或硫酸銅）溶液中，出現黑色沉淀，證明含有硫化氫，所以答案是：硝酸鉛（或硫酸銅）；黑色沉淀；
（2）若半水煤氣中V（H2）：V（CO）：V（N2）=38：28：22，反應中氮氣體積不變，根據方程式：CO+H2O CO2+H2 ， 可知經CO變換后的氣體中V（H2）：V（N2）=（38+28）：22=3：1，所以答案是：3：1；
（3）碳酸鈉比碳酸鉀價格便宜，但碳酸鈉溶液濃度比碳酸鉀小，吸收二氧化碳的能力差；碳酸鉀吸收二氧化碳生成碳酸氫鉀，加熱碳酸氫鉀可以得到碳酸鉀，再循環利用，所以答案是：價廉；吸收CO2能力差；堿液循環使用；2KHCO3 K2CO3+CO2↑+H2O；
（4）①半水煤氣中含有二氧化碳，首先利用堿液除去二氧化碳，干燥后再通過氧化銅反應，利用濃硫酸吸收產生的水蒸氣，利用堿液吸收產生的二氧化碳，進而計算體積分數 ，所以答案是： ；
②氫氣還原氧化銅生成水蒸氣，濃硫酸吸收水蒸氣，故步驟IV可以確定半水煤氣中H2的體積分數，
所以答案是：IV．