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1、专题十四 无机综合与推断（包括化学工艺流程）(学案)1（2014天津理综化学卷，T10）合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1。一种工业合成氨的简式流程图如下：x k b 1 . c o m(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：_(2)步骤中制氢气的原理如下：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g) H206.4 kJmol1CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g) H41.2 kJmol1对于反应，一
2、定可以提高平衡体系中H2的百分含量，又能加快反应速率的措施是_。a升高温度b增大水蒸气浓度c加入催化剂d降低压强利用反应，将CO进一步转化，可提高H2的产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO的转化率为_。(3)图(a)表示500 、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：_。(4)依据温度对合成氨反应的影响，在图(b)坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。(a)(b
3、)(5)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)_。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法： _。2. （2014四川理综化学卷，T11）（16分）污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO2，另含少量铁，铝，铜，镍等金属化合物）作脱硫剂，通过如下简化流程，既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2（反应条件已省略）。请回答下列问题：（1）上述流程脱硫实现了 （选填下列字母编号）。 A废弃物的综合利用 B白色污染的减少 C酸雨的减少（2）用MnCO3能除去溶液中Al3和Fe3，其原因是 。（3）已知：2
4、5、101kPa时，Mn(s)+O2(g)=MnO2(s) DH=-520kJ/mol S(s)+O2(g)=SO2(g) DH=-297kJ/molx k b 1 . c o m Mn(s)+S(s)+2O2(g)=MnSO4(s) DH=-1065kJ/molSO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是 （4）MnO2可作超级电容材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是 （5）MnO2是碱性锌锰电池的正极材料。碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是 （6）假设脱除的SO2只与软锰矿浆中MnO2反应。按照图示流程，将a m3(标准状况)含SO2的体积分
5、数为b%的尾气通入矿浆，若SO2的脱除率为89.6%，最终得到MnO2的质量ckg，则除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素相当于MnO2 kg。3、（2014江苏单科化学卷，T16）（12分）烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰（主要含Al2O3、SiO2等）制备碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)62x溶液，并用于烟气脱硫研究（1）酸浸时反应的化学方程式为 ；滤渣的主要成分为 （填化学式）。（2）加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)62x。滤渣的主要成分为 （填化学式）；若溶液的pH偏高，将会导致
6、溶液中铝元素的含量降低，其原因是 （用离子方程式表示）。（3）上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是 ；与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。4（2014安徽理综化学卷，T27）(14分)LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl5为原料，低温反应制备LiPF6，其流程如下：已知：HCl的沸点是85.0 ，HF的沸点是19.5 。（1）第步反应中无水HF的作用是 、 。反应设备不能用玻璃材质的原因是 (用化学方程式表示)。无水HF有腐蚀性和毒性，工厂安全手册提示：如果不小心将HF沾到
7、皮肤上，可立即用2%的 溶液冲洗。（2）该流程需在无水条件下进行，第步反应中PF5极易水解，其产物为两种酸，写出PF5水解的化学方程式： 。（3）第步分离采用的方法是 ；第步分离尾气中HF、HCl采用的方法是 。（4）LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品wg。测得Li的物质的量为nmol，则该样品中LiPF6的物质的量为 mol(用含有w、n的代数式表示)。5（2014广东理综化学卷，T31）（16分）用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应为主反应，反应和为副反应。CaSO4(s)+CO(g) CaS(s)+C
8、O2(g) H1= 47.3kJmol-1 CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+CO2(g) +SO2(g) H2= +210.5kJmol-1 CO(g) C(s)+ CO2(g) H3= 86.2kJmol-1 （1）反应2CaSO4(s)+7CO(g) CaS(s)+ CaO(s)+6CO2(g)+ C(s) +SO2(g)的H_（用H1、H2和H3表示）（2）反应的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见图18，结合各反应的H，归纳lgK-T曲线变化规律：a)_；b)_。（3）向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO，反应于900达到平衡，c平衡(CO)=8.010-5
9、 molL-1，计算CO的转化率（忽略副反应，结果保留两位有效数字）。（4）为减少副产物，获得更纯净的CO2，可在初始燃料中适量加入_。（5）以反应中生成的CaS为原料，在一定条件下经原子利用率100%的高温反应，可再生CaSO4，该反应的化学方程式为_；在一定条件下，CO2可与对二甲苯反应，在其苯环上引入一个羧基，产物的结构简式为_。6、（2014海南单科化学卷，T16）（9分）锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li+ 通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题： （1）外电路的电流方向是由_极
10、流向_极。（填字母）（2）电池正极反应式为_。（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？_（填“是”或“否”）原因是_。（4）MnO2可与KOH和KClO4在高温条件下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_，K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为_。7、（2014海南单科化学卷，T20-II）（14分）锌是一种应用广泛的金属，目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌。某含锌矿的主要成分为ZnS（还含少量FeS等其他成分），以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示：浸出液 浸出 浸出渣 回收利用 硫化锌精矿 焙烧 含尘烟气 净化、制酸 焙砂滤渣 回收利用 净化 滤液
11、电解沉积 锌 废电积液 回答下列问题：（1）硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生焙砂的主要成分的化学式为_。（2）焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸可用于后续的_操作.（3）浸出液“净化”过程中加入的主要物质为_，其作用是_。（4）电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用Pb-Ag合金惰性电极，阳极逸出的气体是_。（5）改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，又可获得一种有工业价值的非金属单质。“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为_。（6）我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌。明代宋应星著的天工开物中有关于 “升炼倭铅”的记载：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，冷淀，毁罐取出，即倭铅也。”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为_。（注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，倭铅是指金属锌）4