索尔维制碱法距今已有140多年的历史,为当时世界各国所采用,后被中国的侯氏制碱法取代.索尔维法的生产流程如下所示:
索尔维法能实现连续生产,但食盐的利用率只有70%,且副产品CaCl
2没有合适的用途,会污染环境.
1940年我国化学家侯德榜先生经过多次试验,弥补了索尔维法的技术缺陷,加以改进,食盐利用率高达96%,得到了纯碱和氯化铵两种产品,被称为“侯氏制碱法”.此方法的基本原理如下:
①向30~50℃的饱和食盐水中,先通入氨气至饱和,再通入CO
2,从而得到碳酸氢钠沉淀.
②过滤,将滤渣加热而得产品.
③向滤液中加入细食盐末,调节温度为10~15℃,使NH
4Cl沉淀,过滤,滤渣为NH
4Cl产品,滤液为饱和食盐水.
请回答下列问题:
(1)写出向含氨气的饱和NaCl溶液中通入CO
2 时发生反应的两个化学方程式:______.
(2)不能向饱和NaCl溶液中通入CO
2 制NaHCO
3的原因是______;也不能采用先向饱和NaCl溶液中通入CO
2,再通入NH
3的方法制NaHC0
3 的原因是______.
(3)写出在索尔维法生产过程中,生成CaCl
2 的化学反应方程式为______.
(4)在侯氏制碱法中,______(填物质名称)可以循环利用.
(5)侯氏制碱法与索尔维法相比,其优点是______(任写一条即可).
考点分析:
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脱硫技术能有效控制SO
2对空气的污染.
(1)向煤中加入石灰石可减少燃烧产物中SO
2的含量,该反应的化学方程式是______.
(2)海水呈弱碱性,主要含有Na
+、K
+、Ca
2+、Mg
2+、Cl
-、SO
42-、Br
-、HCO
3-等离子.含SO
2的烟气可利用海水脱硫,其工艺流程如下图所示:
①向曝气池中通入空气的目的是______.
②通入空气后曝气池中海水与天然海水相比,浓度有明显不同的离子是______.
a.Cl
- b.SO
42- c.Br
- d.HCO
3-(3)用NaOH溶液吸收烟气中的SO
2,将所得的Na
2SO
3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H
2SO
4,其原理如下图所示.(电极材料为石墨)
①图中a极要连接电源的(填“正”或“负”)______极,C口流出的物质是______.
②SO
32-放电的电极反应式为______.
③电解过程中阴极区碱性明显增强,用平衡移动原理解释原因______.
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氨在国民经济中占有重要地位.
(1)合成氨工业中,合成塔中每生成2mol NH
3,放出92.2kJ热量.
①工业合成氨的热化学方程式是______.
②若起始时向容器内放入2mol N
2 和6mol H
2,达平衡后放出的热量为Q,则Q______(填“>”、“<”或“=”)184.4kJ.
③已知:(如图1所示)
1mol N-H键断裂吸收的能量约等于______kJ.
(2)工业生产尿素的原理是以NH
3 和CO
2 为原料合成尿素[CO(NH
2)
2],反应的化学方程式为2NH
3(g)+CO
2(g)⇌CO(NH
2)
2(l)+H
20(l),该反应的平衡常数和温度的关系如表所示:
T/℃ | 165 | 175 | 185 | 195 |
K | 111.9 | 74.1 | 50.6 | 34.8 |
①△H______(填“>”、“<”或“=”)0.
②在一定温度和压强下,若原料气中的NH
3 和CO
2 的物质的量之比(氨碳比)
,碳比(x)与CO
2 平衡转化率(α)的关系如图2所示.α 随着x增大而增大的原因是______.
③图2中的B点处,NH
3的平衡转化率为______.
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工业接触法制硫酸的流程如图所示:
(1)写出沸腾炉中发生反应的化学方程式:______ 2Fe
2O
3+8SO
2
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氮化硅是一种高温陶瓷材料,它熔点高、硬度大、化学性质稳定,工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1 300℃下反应制得.
(1)根据性质,推测氮化硅的用途是______(填序号).
①制汽轮机叶片 ②制有色玻璃 ③制永久性模具 ④制柴油机
(2)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强,除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应,试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学反应方程式:______.
(3)四氯化硅和氮气在氢气的气氛保护下,加强热发生反应,可得较高纯度的氮化硅,反应的化学方程式为______ Si
3N
4+12HCl
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工业上用“三氯氢硅还原法”,提纯粗硅的工艺流程如图所示:
(1)三氯氢硅的制备原理:Si(s)+3HCl(g)⇌SiHCl
3(g)+H
2(g)△H=-210kJ/mol
工业上为了加快SiHCl的生成速率而又不降低硅的转化率,可以采用的方法是______.
(2)除上述反应外,还伴随着副反应:Si(s)+4HCl(g)⇌SiCl
4(g)+2H
2(g)△H=-241kJ/mol.已知:SiHCl、SiCl
4常温下均为液体.
①工业上分离SiHCl、SiCl
4的操作方法为______.
②反应SiHCl
3(g)+HCl(g)⇌SiCl
4(g)+H
2(g)的△H=______kJ/mol.
(3)该生产工艺中可以循环使用的物质是______(填物质名称).
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