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+H2OCO2+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Ⅰ、Ⅱ的目的是： 。

③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

（4）3:1

（3）價廉；吸收CO2能力差

堿液循環使用；2KHCO3→K2CO3+CO2↑+H2O

（4）①

②除去半水煤氣中的CO2（包括H2S）和H2O

③IV

【解析】

試題分析：（1）硫化氫能與重金屬生成沉淀，所以將半水煤氣樣品通入硝酸鉛（或硫酸銅）溶液中，出現黑色沉淀可以證明有硫化氫存在。

（2）若半水煤氣中V（H2）:V（CO）:V（N2）=38：28：22，經CO變換后CO轉化為氫氣，則根據方程式可知所得的氣體中：V（H2）:V（N2）=（38+28）：22＝3:1。

（3）根據表中數據可知若選擇Na2CO3堿液作吸收液，其優點是價廉，而缺點是吸收CO2能力差。由于生成的碳酸氫鉀受熱易分解產生碳酸鉀，所以使堿液循環使用可以降低成本，反應的化學方程式為2KHCO3→K2CO3+CO2↑+H2O；

（4）①由于半水煤氣中含有二氧化碳，所以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。所以流程為

。

②由于半水煤氣中含有二氧化碳，所以首先利用堿液除去二氧化碳，干燥后再通過氧化銅反應。故答案為：除去半水煤氣中的CO2（包括H2S）和H2O。

③氫氣還原氧化銅生成水蒸氣，濃硫酸吸收水蒸氣，所以該實驗方案中，步驟Ⅳ可以確定半水煤氣中H2的體積分數。故答案為：Ⅳ。