Question

选做题：图表示某些化工生产的流程（部分反应条件和产物略去）：

（1）反应I需在500℃进行，其主要原因是______．
（2）H转化为N的过程中，需要不断补充空气，其原因是______．
（3）写出反应Ⅲ的化学方程式______．
（4）工业上，向析出K的母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却后可析出副产品．通入氨气的作用是______（填序号）．
a．增大NH₄⁺的浓度，使J更多地析出
b．使K更多地析出
c．使K转化为M，提高析出的J的纯度
（5）写出上述流程所涉及的化学工业的名称______．

Answer

液态空气蒸馏主要得到O2和N2，焦炭和水蒸气在高温下反应生成CO和H2，二者得到的气体B、C在催化剂条件下能发生反应，则应为N2和H2的反应，生成的气体为NH3，所以，A为O2，B为N2，C为H2，D为CO，E为NH3，NH3和O2在催化剂条件下发生氧化还原反应生成NO，NO与反应生成NO2，进而与水反应生成，所以，G为NO，H为NO2，I为HNO3，L为NH4NO3，CO和O2反应生成CO2，CO2、NaCl和NH3反应生成NaHCO3，为侯氏制碱法的主要反应，NaHCO3加热分解生成Na2CO3，则F为CO2，J为NH4Cl，K为NaHCO3，M为Na2CO3，结合物质的性质解答该题．
【解析】
液态空气蒸馏主要得到O2和N2，焦炭和水蒸气在高温下反应生成CO和H2，二者得到的气体B、C在催化剂条件下能发生反应，则应为N2和H2的反应，生成的气体为NH3，所以，A为O2，B为N2，C为H2，D为CO，E为NH3，NH3和O2在催化剂条件下发生氧化还原反应生成NO，NO与反应生成NO2，进而与水反应生成，所以，G为NO，H为NO2，I为HNO3，L为NH4NO3，CO和O2反应生成CO2，CO2、NaCl和NH3反应生成NaHCO3，为侯氏制碱法的主要反应，NaHCO3加热分解生成Na2CO3，则F为CO2，
J为NH4Cl，K为NaHCO3，M为Na2CO3；
（1）反应I是工业合成氨气的反应，需在500～℃进行，其主要原因是此温度下催化剂活性最高；故答案为：此温度下催化剂活性最高；
（2）H转化为N的过程中是二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮的反应，反应是化学平衡，需要不断补充空气使一氧化氮气体不断转化为二氧化氮，提高原料的利用率，故答案为：使一氧化氮气体不断转化为二氧化氮，提高原料的利用率；
（3）反应Ⅲ是候氏制碱法的反应原理，氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳生成碳酸氢钠晶体和氯化铵，反应的化学方程式为：NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl；
故答案为：NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl；
（4）工业上，向析出K的母液为氯化铵中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却后可析出副产品J氯化铵，通入氨气的作用是增大铵根离子浓度使氯化铵晶体析出，氨气溶于水后生成氨水，氨水电离成铵根，增大铵根的浓度有利于氯化铵的析出来分析；同时通入氨气使溶液碱性增强，使碳酸氢钠转换为溶解度较大的碳酸钠，可以提高氯化铵的纯度；故答案为：ac；
（5）上述流程所涉及的化学工业的名称为：工业合成氨、氨气的催化氧化、侯德榜制碱法；故答案为：工业合成氨、氨气的催化氧化、侯德榜制碱法；