Question

13．I、污水經(jīng)過(guò)一級(jí)、二級(jí)處理后，還含有少量Cu²⁺、Hg²⁺、Pb²⁺等重金屬離子，可
加入沉淀劑使其沉淀．下列物質(zhì)不能作為沉淀劑的是AC
A．氨水    B．硫化氫氣體     C．硫酸鈉溶液      D．純堿溶液
Ⅱ合成氨的流程示意圖如圖：

回答下列問(wèn)題：
（1）工業(yè)合成氨的原料是氮?dú)夂蜌錃猓�氮�(dú)馐菑目諝庵蟹蛛x出來(lái)的，通常使用的兩種分離方法：其中一種是液化，另一種是與碳反應(yīng)后除去CO₂；
（2）設(shè)備A中含有電加熱器、觸煤和熱交換器，設(shè)備A的名稱(chēng)合成塔，其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為N₂（g）+3H₂（g）$?_{催化劑}^{高溫、高壓}$2NH₃（g）；
（3）設(shè)備B的名稱(chēng)冷凝塔或冷凝器；
（4）設(shè)備C的作用將液氨與未反應(yīng)的原料氣分離；
（5）在原料氣制備過(guò)程中混有CO對(duì)催化劑有毒害作用，欲除去原料氣中的CO，可通過(guò)如下反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)：CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g），已知1000K時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.627，若要使CO的轉(zhuǎn)化超過(guò)90%，則起始物中c（H₂O）：c（CO）不低于13.8．

Answer 1

分析 Ⅰ．各項(xiàng)所加試劑均應(yīng)過(guò)量才符合題目要求，A項(xiàng)溶液形成絡(luò)離子，B項(xiàng)生成硫化銅、硫化汞、硫化鉛等沉淀，C項(xiàng)硫酸銅不是沉淀，D項(xiàng)均能通過(guò)雙水解調(diào)節(jié)pH轉(zhuǎn)化為沉淀；
Ⅱ．（1）分離空氣提取氮?dú)獾姆椒ㄓ袃煞N，以上液化、分餾空氣，另一種為空氣與碳反應(yīng)生成二氧化碳，反應(yīng)后除去二氧化碳?xì)怏w；
（2）合成氨的設(shè)備為合成塔，發(fā)生N₂（g）+3H₂（g）$?_{催化劑}^{高溫、高壓}$2NH₃（g）；
（3）冷凝分離設(shè)備為冷凝塔或冷凝器；
（4）分離器用來(lái)分離液氨和原料氣；
（5）根據(jù)平衡常數(shù)用三段式法計(jì)算．

解答 解：Ⅰ．A．加入氨水，易形成絡(luò)離子，不能生成沉淀，故A錯(cuò)誤；
B．加入硫化氫氣體，生成硫化銅、硫化汞、硫化鉛等沉淀，故B正確；
C．不能使Cu²⁺生成沉淀，故C錯(cuò)誤；
D．均能通過(guò)雙水解調(diào)節(jié)pH轉(zhuǎn)化為沉淀，故D正確；
故答案為：AC；
Ⅱ．（1）分離空氣提取氮?dú)獾姆椒ㄓ袃煞N，一種是液化，分餾空氣，另一種為空氣與碳反應(yīng)生成二氧化碳，反應(yīng)后除去二氧化碳?xì)怏w，
故答案為：分餾，與碳反應(yīng)后除去CO₂；
（2）合成氨的設(shè)備為合成塔，發(fā)生N₂（g）+3H₂（g）$?_{催化劑}^{高溫、高壓}$2NH₃（g），故答案為：合成塔；N₂（g）+3H₂（g）$?_{催化劑}^{高溫、高壓}$2NH₃（g）；
（3）冷凝分離設(shè)備為冷凝塔或冷凝器，故答案為：冷凝塔或冷凝器；
（4）分離器用來(lái)分離液氨和原料氣，故答案為：將液氨與未反應(yīng)的原料氣分離；
（5）設(shè)CO的起始濃度為xmol，H₂O的起始濃度為ymol，則轉(zhuǎn)化的CO的最小值為0.9x，
        CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始   x              y                0              0
變化  0.9x        0.9x            0.9x          0.9x
平衡  0.1x      y-0.9x          0.9x         0.9x
根據(jù)平衡常數(shù)列式：$\frac{（0.9x）^{2}}{0.1x×（y-0.9x）}$=0.627，
解得：$\frac{y}{x}$=13.8，故此只要此值大于13.8，轉(zhuǎn)化率就會(huì)超過(guò)90%，
故答案為：13.8．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查工業(yè)合成氨知識(shí)，涉及物質(zhì)的分離、化學(xué)平衡的等問(wèn)題，題目難度中等，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)，根據(jù)性質(zhì)選擇分離方法，易錯(cuò)點(diǎn)為（5），注意利用三段式法計(jì)算較為直觀．