Question

15．“低碳”既是時尚，也是環(huán)保要求．“低碳”在工業(yè)生產(chǎn)中意義重大，充分利用原材料，不排放或減少排放“三廢”，不同工廠聯(lián)合生產(chǎn)等都是很好的“低碳”生產(chǎn)方式．如圖是幾個工廠利用廢氣、廢渣（液）聯(lián)合生產(chǎn)化肥硫酸銨的工藝：

請回答下列問題：
（1）工藝操作①②分別為液化、過濾．
（2）工業(yè)合成氨的化學(xué)方程式為N₂+3H₂ $\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃．
（3）寫出生成“產(chǎn)品”的離子方程式：CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=CaCO₃↓+2NH₄⁺+SO₄^2-．
（4）檢驗合成氨廠廢氣中是否含有氨氣的方法是用濕潤的紅色石蕊試紙放在管口處，若試紙變藍，證明廢氣中有NH₃
（5）副產(chǎn)品的化學(xué)式為CaO．該聯(lián)合生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是CO₂．

Answer 1

分析 煤和水蒸氣反應(yīng)生成氫氣，利用空氣中氮氣和氫氣在高溫高壓催化劑作用下反應(yīng)生成氨氣鎂燃燒生成的二氧化碳、生成的氨氣和硫酸鈣儀器進入沉淀池中發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和產(chǎn)品，碳酸鈣煅燒得到副產(chǎn)品氧化鈣，生成的二氧化碳進入沉淀池循環(huán)使用
（1）操作①是將空氣液化后蒸餾分離出氧氣，獲得氮氣；操作②為分離固體與溶液；　
（2）工業(yè)合成氨是高溫高壓催化劑條件下反應(yīng)生成氨氣；
（3）“產(chǎn)品”為（NH₄）₂SO₄，反應(yīng)物為CaSO₄懸濁液、CO₂、NH₃等，產(chǎn)物除（NH₄）₂SO₄外還有CaCO₃，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
（4）通常用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗NH₃；
（5）煅燒碳酸鈣后可生成二氧化碳和氧化鈣，氧化鈣為副產(chǎn)品，二氧化碳可循環(huán)利用．

解答 解：（1）合成氨原料之一氮氣來源于空氣，分離方法是將空氣液化后蒸發(fā)分離出O₂獲得N₂，所以操作①為液化；將沉淀池中的混合物經(jīng)過濾可得到產(chǎn)品和沉淀，則操作②為過濾，
故答案為：液化；過濾；
（2）工業(yè)合成氨的化學(xué)方程式為：N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃，故答案為：N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃；
（3）“產(chǎn)品”是（NH₄）₂SO₄，反應(yīng)物是CaSO₄懸濁液、CO₂、NH₃等，產(chǎn)物除（NH₄）₂SO₄外還有CaCO₃，其中離子方程中CaSO₄懸濁液要寫分子式，反應(yīng)化學(xué)方程式為：CaSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O═CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄，改寫成離子方程式為：CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=CaCO₃↓+2NH₄⁺+SO₄^2-，
故答案為：CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=CaCO₃↓+2NH₄⁺+SO₄^2-；
（4）利用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗NH₃，操作方法為：用濕潤的紅色石蕊試紙放在管口處，若試紙變藍，證明廢氣中有NH₃，
故答案為：用濕潤的紅色石蕊試紙放在管口處，若試紙變藍，證明廢氣中有NH₃；
（5）CaCO₃煅燒可生成CO₂和CaO，其中CO₂可循環(huán)使用，CaO為副產(chǎn)品，
故答案為：CaO；CO₂．

點評 本題考查了物質(zhì)制備方案的設(shè)計，題目難度中等，明確制備流程及發(fā)生反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，注意掌握化學(xué)實驗基本操作方法，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析能力及化學(xué)實驗?zāi)芰Γ?/p>