Question

2．研究化肥的合成、廢水的處理等有現(xiàn)實(shí)的重要意義．
（1）工業(yè)生產(chǎn)中，以NH₃為原料制硝酸，寫(xiě)出工業(yè)生產(chǎn)硝酸最后一步的化學(xué)方程式3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．
（2）甲、乙、丙三個(gè)化肥廠生產(chǎn)尿素所用的原料不同，但生產(chǎn)流程相同：

已知：CO+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂+H₂；
按工業(yè)有關(guān)規(guī)定，利用原料所制得的原料氣H₂和CO₂的物質(zhì)的量之比，若最接近合成尿素的原料氣NH₃（換算成H₂的物質(zhì)的量）和CO₂的物質(zhì)的量之比，則對(duì)原料的利用率最高．現(xiàn)有甲、乙、丙三家工廠生產(chǎn)原料如下：
甲廠以焦炭和水為原料；
乙廠以天然氣和水為原料；
丙廠以石腦油（主要成分為C₅H₁₂）和水為原料．
請(qǐng)根據(jù)上述信息判斷甲、乙、丙三個(gè)工廠哪個(gè)工廠對(duì)原料的利用率最高：丙（填“甲”、“乙”或“丙”）．
（3）將工廠廢氣中產(chǎn)生的SO₂通過(guò)下列流程，可以轉(zhuǎn)化為有應(yīng)用價(jià)值的硫酸鈣等．

①寫(xiě)出反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式：2CaCO₃+O₂+2SO₂=2CaSO₄+2CO₂．
②生產(chǎn)中，向反應(yīng)Ⅱ的溶液中加入強(qiáng)還原性的對(duì)苯二酚等物質(zhì)，目的是防止亞硫酸銨被氧化．
③檢驗(yàn)經(jīng)過(guò)反應(yīng)Ⅲ得到的銨態(tài)氮肥中SO₄^2-所用試劑是鹽酸和氯化鋇．
（4）為減少環(huán)境污染，工業(yè)上也常用Na₂CO₃溶液吸收制取HNO₃產(chǎn)生的尾氣中的NO₂，生成NaNO₃、NaNO₂和一種氣體，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₃+NaNO₂+CO₂．

Answer 1

分析 （1）以NH₃為原料制硝酸，先氨氣催化氧化生成NO，再NO氧化生成二氧化氮，最后二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸；
（2）用原料所制得的H₂和CO₂的物質(zhì)的量之比若最接近合成尿素的原料氣NH₃（換算成H₂的物質(zhì)的量）和CO₂的物質(zhì)的量之比，原料的利用率最高，根據(jù)原料氣產(chǎn)生的H₂和CO₂的物質(zhì)的量之比判斷；
（3）①根據(jù)反應(yīng)物和生成物，寫(xiě)出反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式；
②加入強(qiáng)還原性的對(duì)苯二酚等物質(zhì)，目的是防止亞硫酸銨（NH₄）₂SO₃被氧化；
③檢驗(yàn)SO₄^2-所用試劑是鹽酸和氯化鋇；
（4）用Na₂CO₃溶液吸收制取HNO₃產(chǎn)生的尾氣中的NO₂，生成NaNO₃、NaNO₂和一種氣體，氣體應(yīng)為二氧化碳．

解答 解：（1）以NH₃為原料制硝酸，先氨氣催化氧化生成NO，再NO氧化生成二氧化氮，最后二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸，則業(yè)生產(chǎn)硝酸最后一步的化學(xué)方程式為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；    
（2）NH₃（換算成H₂的物質(zhì)的量）和CO₂的物質(zhì)的量之比為2：1合成尿素，即H₂和CO₂的物質(zhì)的量之比為$\frac{2×3}{2}$：1=3：1．
甲廠以焦炭和水為原料，C+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂+2H₂，生成的H₂和CO₂的物質(zhì)的量之比為2：1．
乙廠以天然氣和水為原料，CH₄+2H₂O$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂+4H₂，生成的H₂和CO₂的物質(zhì)的量之比為4：1．
丙廠以石腦油和水為原料，C₅H₁₂+10H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$5CO₂+16H₂，生成的H₂和CO₂的物質(zhì)的量之比為16：5，丙最接近3：1，
故答案為：丙；
（3）①根據(jù)反應(yīng)物和生成物，可知反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為：2CaCO₃+O₂+2SO₂=2CaSO₄+2CO₂，
故答案為：2CaCO₃+O₂+2SO₂=2CaSO₄+2CO₂；
②亞硫酸根離子易被氧化，向反應(yīng)Ⅱ的溶液中加入強(qiáng)還原性的對(duì)苯二酚等物質(zhì)，目的是防止（NH₄）₂SO₃被氧化，
故答案為：防止亞硫酸銨被氧化；
③檢驗(yàn)SO₄^2-所用試劑是鹽酸和氯化鋇（HCl 和 BaCl₂），故答案為：鹽酸和氯化鋇；
（4）用Na₂CO₃溶液吸收制取HNO₃產(chǎn)生的尾氣中的NO₂，生成NaNO₃、NaNO₂和一種氣體，氣體應(yīng)為二氧化碳，該反應(yīng)為2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₃+NaNO₂+CO₂，
故答案為：2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₃+NaNO₂+CO₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物分離提純綜合應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，把握習(xí)題中信息及混合物分離流程等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ木C合考查，題目難度不大．