Question

11．氨氣在工農業(yè)生產中有重要應用，工業(yè)上用下列方法合成氨．回答下列問題：

（1）合成氨的原料--N₂來源于空氣、H₂來源于煤和天然氣，用N₂、H₂在合成塔中合成NH₃，為了提高N₂的轉化率，在理論上可采取的措施有增大H₂的濃度、及時將NH₃從混合氣體中分離出來（寫兩條即可）．
（2）設備B的名稱是冷卻塔（或冷凝器），設備C的作用是將液氨與未反應的原料氣分離．
（3）近年來，某些自來水廠在用液氯進行消毒處理時還加入少量液氨，某反應的化學方程式為NH₃+HClO?H₂O+NH₂Cl（一氯氨），NH₂Cl較HClO穩(wěn)定．試分析加液氨能延長液氯殺菌時間的原因：加液氨后，使HClO部分轉化為較穩(wěn)定的NH₂Cl，當HClO開始消耗后，上述化學平衡向左移動，又產生HClO，起殺菌作用．
（4）化學家侯德榜改革國外的純堿生產工藝，利用合成氨的產品NH₃和副產品CO₂先后通入飽和食鹽水中而達到生產純堿的目的．步驟如下：

操作Ⅰ、Ⅱ不能顛倒的原因是若Ⅰ、Ⅱ顛倒，則得不到濃的NH₄HCO₃溶液，便不能析出NaHCO₃晶體，Ⅲ的操作名稱叫過濾．
（5）為檢驗產品碳酸鈉中是否含有氯化鈉，可取少量試樣溶于水后，再滴加稀硝酸和硝酸銀溶液．
（6）已知四種鹽在不同溫度下的溶解度（g/100g水）表（已知：35℃，NH₄HCO₃會分解）如下：

溫度 鹽的溶解度	0℃	10℃	20℃	30℃	40℃	50℃	60℃	100℃
NaCl	35.7	35.8	36.0	36.3	36.6	37.0	37.3	39.8
NH4HCO3	11.9	15.8	21.0	27.0	-	-	-	-
NaHCO3	6.9	8.1	9.6	11.1	12.7	14.5	16.4	-
NH4Cl	29.4	33.3	37.2	41.4	45.8	50.4	55.3	77.3

反應溫度控制在30～35℃，是因為若高于35℃，則NH₄HCO₃，若低于30℃，則反應速率降低，為控制此溫度范圍，采取的加熱方法為水浴加熱．

Answer 1

分析 （1）提高N₂的轉化率，從平衡正向移動分析；
（2）設備B的名稱是冷卻塔（或冷凝器）；設備C的作用是將液氨與未反應的原料氣分離；
（3）加液氨后，使HClO部分轉化為較穩(wěn)定的NH₂Cl，當HClO開始消耗后，上述化學平衡向左移動，又產生HClO，起殺菌作用；
（4）二氧化碳的溶解度較小，通入氨氣使溶液呈堿性，增加了二氧化碳的溶解度，便于析出NaHCO₃晶體；分離固體和液體的操作是過濾；
（5）檢驗是否含氯化鈉用稀硝酸和硝酸銀溶液；
（6）若高于35℃，則NH₄HCO₃分解，若低于30℃，則反應速率降低，采取的加熱方法應為水浴加熱．

解答 解：（1）從平衡移動原理上分析增大H₂的濃度、及時將NH₃從混合氣體中分離出來或增大壓強均可提高N₂的轉化率，
故答案為：增大H₂的濃度；及時將NH₃從混合氣體中分離出來；
（2）設備B的名稱是冷卻塔（或冷凝器），設備C的作用是將液氨與未反應的原料氣分離，
故答案為：冷卻塔（或冷凝器）；將液氨與未反應的原料氣分離；
（3）對于可逆反應：NH₃+HClO?H₂O+NH₂Cl，加液氨后，使HClO部分轉化為較穩(wěn)定的NH₂Cl，當HClO開始消耗后，上述化學平衡向左移動，又產生HClO，起殺菌作用，
故答案為：加液氨后，使HClO部分轉化為較穩(wěn)定的NH₂Cl，當HClO開始消耗后，上述化學平衡向左移動，又產生HClO，起殺菌作用；
（4）二氧化碳的溶解度較小，中性的氯化鈉溶液不易吸收二氧化碳，通入氨氣后，溶液呈堿性，增加了二氧化碳的溶解度，利用吸收二氧化碳氣體，以便生成碳酸氫鈉，若Ⅰ、Ⅱ顛倒，則得不到濃的NH₄HCO₃溶液，便不能析出NaHCO3晶體；分離固體和液體的操作是過濾，
故答案為：若Ⅰ、Ⅱ顛倒，則得不到濃的NH₄HCO₃溶液，便不能析出NaHCO₃晶體；過濾；
（5）檢驗是否含氯化鈉用稀硝酸和硝酸銀溶液，產生不溶的白色沉淀，說明溶液在含氯化鈉，
故答案為：稀硝酸和硝酸銀溶液；
（6）若高于35℃，則NH₄HCO₃分解，若低于30℃，則反應速率降低，采取的加熱方法應為水浴加熱，
故答案為：NH₄HCO₃；反應速率降低；水浴加熱．

點評 本題考查工業(yè)合成氨、侯氏制堿的方法，用化學平衡移動知識指導實際生產，學生要能學以致用，提高化學學科素養(yǎng)，增強綜合素質，題目難度適中．