Question

I、污水经过一级、二级处理后，还含有少量Cu²⁺、Hg²⁺、Pb²⁺等重金属离子，可加入沉淀剂使其沉淀。下列物质不能作为沉淀剂的是(    )

A．氨水    B．硫化氢气体        C．硫酸钠溶液      D．纯碱溶液

Ⅱ合成氨的流程示意图如下：

回答下列问题：

（1）工业合成氨的原料是氮气和氢气．氮气是从空气中分离出来的，通常使用的两种分离方法是_________，_________；氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式_________，_________；

（2）设备A中含有电加热器、触煤和热交换器，设备A的名称_________，其中发生的化学反应方程式为_________；

（3）设备B的名称_________，其中m和n是两个通水口，入水口是_________(填“m”或“n”)．不宜从相反方向通水的原因_________；

（4）设备C的作用_________；

（5）在原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过如下反应来实现：CO(g)+H₂O(g)CO₂ (g)+H₂ (g)，已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627，若要使CO的转化超过90%，则起始物中c(H₂O):c(CO)不低于_________。

Answer

Ⅰ、AC；

Ⅱ（1）液化、分馏；与碳反应后除去CO2；C+H2OCO+H2；CH4+H2OCO+3H2；

（2）合成塔；N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；

（3）冷凝塔或冷凝器；n；高温气体由冷凝塔上端进入，冷凝水从下端进入，逆向冷凝效果好；

（4）将液氨与未反应的原料气分离；（5）13.8

【解析】

试题分析：ⅠA．加入氨水，易形成络离子，不能生成沉淀，故A错误；B．加入硫化氢气体，生成硫化铜、硫化汞、硫化铅等沉淀，故B正确；C．不能使Cu2+生成沉淀，故C错误；D．均能通过双水解调节pH转化为沉淀，故D正确，故答案为：AC；

Ⅱ（1）分离空气提取氮气的方法有两种，以上液化、分馏空气，另一种为空气与碳反应生成二氧化碳，反应后除去二氧化碳气体；C和水反应的方程式为C+H2OCO+H2，甲烷与水反应的方程式为CH4+H2OCO+3H2，故答案为：液化、分馏；与碳反应后除去CO2；C+H2OCO+H2；CH4+H2OCO+3H2；

（2）合成氨的设备为合成塔，发生N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，故答案为：合成(氨)塔；N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；

（3）冷凝分离设备为冷凝塔或冷凝器，水流和气流方向应逆向，则入水口是n，高温气体由冷凝塔上端进入，冷凝水从下端进入，可使冷水充满冷凝器，逆向冷凝效果好，故答案为：冷凝塔或冷凝器；n；高温气体由冷凝塔上端进入，冷凝水从下端进入，逆向冷凝效果好；

（4）分离器用来分离液氨和原料气，故答案为：将液氨与未反应的原料气分离；

（5）设CO的起始浓度为xmol，H2O的起始浓度为ymol，则转化的CO的最小值为0.9x，

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起始 x y 0 0

变化 0.9x 0.9x 0.9x 0.9x

平衡 0.1x y-0.9x 0.9x 0.9x，

根据平衡常数列式：=0.627，

解得：=13.8．故此只要此值大于13.8，转化率就会超过90%。故答案为：13.8。

【考点定位】考查工业合成氨；常见的生活环境的污染及治理；金属的回收与环境、资源保护

【名师点晴】本题综合考查工业合成氨知识，涉及物质的分离、化学平衡的等问题，注意把握物质的性质，根据性质选择分离方法，易错点为（5），注意利用三段式法计算较为直观，要正确理解和灵活运用三段式法在化学平衡计算中的应用。