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火炸藥的綠色制造技術(shù)發(fā)展

以硝基化合物為代表的含能材料是火炸藥技術(shù)的基礎(chǔ),其傳統(tǒng)的制造工藝過(guò)程會(huì)產(chǎn)生含有大量有機(jī)物的廢酸和廢水,環(huán)境污染嚴(yán)重,治理費(fèi)用高,因此火炸藥原材料組分傳統(tǒng)制造工藝需要進(jìn)行綠色化和低成本改進(jìn),以及積極開(kāi)發(fā)含能材料的綠色合成工藝。

硝基含能化合物的生物合成是火炸藥原材料制造技術(shù)中最新穎的前沿研究領(lǐng)域,是一種真正綠色合成路線。最具代表性的新型硝化技術(shù)是用N2O5作為綠色硝化劑,這一技術(shù)的關(guān)鍵是如何制備N(xiāo)2O5和怎樣實(shí)現(xiàn)N2O5硝化工藝。

研究的N2O5制備方法主要有半滲透膜電解法和臭氧氧化法:

(1)半滲透膜電解法是在電解池內(nèi)用特制的半滲透膜隔開(kāi)兩個(gè)電極,電解無(wú)水硝酸而生成N2O5;

(2)臭氧氧化法是將濃度5%﹣10%的臭氧與氧氣的混合物和N2O4進(jìn)行氣相反應(yīng)生成N2O5。試驗(yàn)的N2O5硝化工藝主要有2種:

(1)用N2O5﹣HNO3﹣N2O4作硝化劑進(jìn)行硝化;

(2)用N2O5和無(wú)水HNO3于液態(tài)二氧化碳中進(jìn)行硝化。

南京理工大學(xué)研究了用DADN原料在N2O5﹣HNO3體系中綠色硝解制備HMX.以DADN為原料,不同硝解方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較見(jiàn)表:

硝化體系

收率/%

優(yōu)點(diǎn)

缺點(diǎn)

HNO3

40

步驟簡(jiǎn)單

得率低

H2SO4﹣NH4NO3﹣HNO3

80﹣85

工藝成熟

廢酸量大,難處理

P2O5﹣HNO3

99

得率高,純度好

P2O5和HNO3需大大過(guò)量,腐蝕性大

N2O5﹣有機(jī)溶劑

65

無(wú)需廢酸處理

得率低,溶劑易揮發(fā)

N2O5﹣HNO3

94

得率高,廢酸少,硝化劑的過(guò)量比小

無(wú)

火炸藥的安全使用知識(shí)有:防止炸藥受熱、火焰引起的爆炸;按炸藥使用溫度使用,不要超過(guò)溫度條件;禁止長(zhǎng)時(shí)間陽(yáng)光照射;禁止電焊、氣焊、氣割作業(yè)等。

依據(jù)文章內(nèi)容,回答下列問(wèn)題:

(1)文中涉及到的下列物質(zhì):P2O5、HNO3、O3、NH4NO3、N2O4中,不包括的物質(zhì)類(lèi)別是_____(填序號(hào))。

A 單質(zhì) B 氧化物 C 酸 D 堿 E 鹽

(2)最具代表性的新型硝化技術(shù)是用_____作為綠色硝化劑。

(3)如表中,以DADN為原料,不同硝解方法比較中,P2O5和HNO3需大大過(guò)量,腐蝕性大的硝化體系是_____。

(4)火炸藥的安全使用還有哪些注意事項(xiàng)_____。 (原文已有方法不能重復(fù),任答一點(diǎn))

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中化學(xué) 來(lái)源:四川省瀘州市2019屆九年級(jí)下學(xué)期中考一;瘜W(xué)試卷 題型:單選題

元素周期表中,硫元素的信息如圖所示,從圖中獲得的信息不正確的是( )

A. 在硫原子的核外電子排布中a=2和b=8

B. 一個(gè)硫原子的相對(duì)原子質(zhì)量是32.06g

C. 硫原子在化學(xué)反應(yīng)中易獲得2個(gè)電子形成硫離子,硫離子中:質(zhì)子數(shù)<電子數(shù)

D. 硫是非金屬元素

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源:浙江省臺(tái)州市2019屆九年級(jí)下學(xué)期中考一;瘜W(xué)試卷 題型:單選題

甲、乙、丙、丁四種溶液中,分別含有 Ba2+、Mg2+、Na+、H+、OH﹣、Cl﹣、CO32﹣、SO42-中的一種陽(yáng)離子和一種陰離子,為確定四溶液中分別含有哪種陽(yáng)離子或陰離子,進(jìn)行了下面實(shí)驗(yàn):將甲溶液分別與其他三種溶液混合,都觀察到白色沉淀生成;將乙、丁溶液混合,有氣泡產(chǎn)生;向丙溶液中滴入硝酸銀溶液,可明顯觀察到白色沉淀,加稀硝酸后,沉淀不消失.分析實(shí)驗(yàn)得到的以下結(jié)論,不正確的是( 。

A. 甲溶液中一定含有鋇離子

B. 乙溶液中可能含有硫酸根離子

C. 丙溶液中一定含有氯離子

D. 丁溶液中一定含有鈉離子

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源:浙江省臺(tái)州市2019屆九年級(jí)下學(xué)期中考二;瘜W(xué)試卷 題型:科學(xué)探究題

圖(1)和圖(2)是兩個(gè)設(shè)計(jì)證明分子運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn).在圖(2)的錐形瓶中的小瓶里裝著濃氨水,錐形瓶口用一張濾紙蓋住,濾紙剛剛用酚酞溶液浸過(guò).

(1)圖(2)中觀察到的現(xiàn)象是_____.

(2)圖(1)中觀察到的現(xiàn)象是_____,可以得到的結(jié)論是_____.

(3)在圖(1)中的大燒杯外放一杯酚酞溶液的目的是_____.

(4)請(qǐng)你就兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程、藥品用量、以及實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)密性或其它方面作出比較性的評(píng)價(jià):_____.

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源:浙江省臺(tái)州市2019屆九年級(jí)下學(xué)期中考二;瘜W(xué)試卷 題型:單選題

下列物質(zhì)中,不能提供人體活動(dòng)所需能量的是(  )

A. 葡萄糖 B. 淀粉 C. 油脂 D. 食鹽

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源:四川省南充市2019屆九年級(jí)下學(xué)期中考二;瘜W(xué)試卷 題型:單選題

下列圖像能正確反映對(duì)應(yīng)變化關(guān)系的是

A. 等質(zhì)量的鎂和鋅中分別加入等濃度的稀H2SO4至過(guò)量

B. 等質(zhì)量的CaO和Ca(OH)2中分別加入等濃度的稀鹽酸至過(guò)量

C. CaCl2和HCl的混合溶液中加入Na2CO3溶液至過(guò)量

D. AgNO3和Cu( NO3)2的混合溶液中加入鋅粉至過(guò)量

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源:四川省南充市2019屆九年級(jí)下學(xué)期中考二;瘜W(xué)試卷 題型:單選題

關(guān)于下列符號(hào)或圖示的有關(guān)說(shuō)法正確的是

①O2 ②Mg2+ ③ ⑥

A. ①表示兩個(gè)氧原子 B. ②和④均表示陽(yáng)離子

C. ③和⑤所表示的微;瘜W(xué)性質(zhì)相似 D. 由⑥可知碘的相對(duì)原子質(zhì)量為126.9g

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已知某NH4NO3溶液的pH=4.下列說(shuō)法不正確的是( 。

A. 鹽溶液不一定都顯中性

B. NH4NO3是一種復(fù)合肥料

C. NH4NO3不能與熟石灰混合使用

D. 久施NH4NO3的土壤可能被酸化

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源:江蘇省無(wú)錫市惠山區(qū)2019屆九年級(jí)下學(xué)期中考一;瘜W(xué)試卷 題型:綜合題

K2SO4是無(wú)氯優(yōu)質(zhì)鉀肥,Mn3O4是生產(chǎn)軟磁鐵氧體材料的主要原料。某研究性小組對(duì)K2SO4和Mn3O4的制備展開(kāi)了系列研究。

(一)以硫酸工業(yè)的尾氣SO2制備K2SO4的工藝流程如下:

⑴鉀肥K2SO4對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的作用是___________。

A.促進(jìn)植物莖、葉生長(zhǎng),使葉色濃綠;

B.增強(qiáng)植物的抗寒、抗旱能力

C.增強(qiáng)植物的抗病蟲(chóng)害、抗倒伏能力

⑵反應(yīng)釜I中發(fā)生的反應(yīng)包括:①碳酸鈣高溫分解的化學(xué)方程式為_(kāi)_______;

②CaO + SO2==CaSO3 ③ 2CaSO3+O2==2CaSO4

⑶反應(yīng)釜III:向反應(yīng)II 所得(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液充分反應(yīng)后,經(jīng)蒸發(fā)濃縮、過(guò)濾 、洗滌、干燥等操作即可制得K2SO4產(chǎn)品。為提高K2SO4產(chǎn)品純度,過(guò)濾時(shí)應(yīng)控制反應(yīng)液的溫度范圍為_(kāi)___________(填字母序號(hào),如圖為幾種鹽的溶解度曲線)。

A.0℃-10℃ B. 20℃-30℃ C. 60℃-65℃ D. 80℃-90℃

⑷上述工藝流程中循環(huán)利用的物質(zhì)是_______;證明產(chǎn)品K2SO4中不含雜質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法是_______寫(xiě)出方法、現(xiàn)象)。

(二)實(shí)驗(yàn)室以SO2氣體為原料制備少量高純Mn3O4的操作步驟如下:

(步驟I)制備MnSO4溶液:在三頸燒瓶中(裝置見(jiàn)圖) 加入一定量MnO2和水,先通氮?dú)猓偻ㄈ隨O2和N2混合氣體,攪拌反應(yīng)3小時(shí)。停止通SO2,繼續(xù)反應(yīng)片刻后過(guò)濾得MnSO4溶液。

[資料1]亞硫酸(H2SO3)在Mn2+催化作用下被O2氧化為硫酸,硫酸與MnO2在常溫下不易發(fā)生反應(yīng)。

⑸燒杯中石灰乳(有效成分為氫氧化鈣)的作用為_(kāi)_______。

⑹三頸燒瓶中生成MnSO4的反應(yīng)化學(xué)方程式為_(kāi)___________。

⑺步驟I中,先通入氮?dú)獾哪康氖莀________。為使SO2盡可能轉(zhuǎn)化完全,在通入SO2和N2比例一定、不改變固液投料的條件下,可采取的合理措施有:及時(shí)攪拌反應(yīng)液、_______(任寫(xiě)1條)。

(步驟II)制備MnSO4•H2O晶體:利用硫酸錳的溶解度在100℃以上隨溫度升高而急劇降低的原理,采用壓力釜升溫加壓結(jié)晶法后過(guò)濾、洗滌、低溫干燥得純凈的MnSO4•H2O晶體。

(步驟III)制備Mn3O4固體:準(zhǔn)確稱(chēng)取101.4mg MnSO4•H2O,將MnSO4•H2O晶體在空氣中高溫煅燒,下圖是用熱重分析儀測(cè)定煅燒時(shí)溫度與剩余固體質(zhì)量變化曲線。

[資料2] MnSO4在空氣中高溫煅燒生成Mn3O4和三氧化硫,當(dāng)溫度超過(guò)1000℃時(shí),Mn3O4又被氧氣氧化為Mn2O3或MnO2

⑻該曲線中A段所表示物質(zhì)的化學(xué)式為_(kāi)__________。

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