[化学一一选修2:化学与技术](15分)
煤是重要的能源,也是生产化工产品的重要原料。试用所学知识,解答下列问题:
(1)煤的转化技术包括煤的气化技术和液化技术。
煤的液化技术又分为                         
(2)在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理。煤的某种脱硫技术的原理如下图所示:

这种脱硫技术称为微生物脱硫技术。该技术的第一步反应的离子方程式为
                       ;第二步反应的离子方程式为                 
(3)工业煤干馏得到的产品有焦炭、                           等。
(4)湿式石灰石—石膏法脱硫工艺是烟气脱硫技术中最成熟的一种方法。其工艺流程是:烟气经锅炉预热器出来,进入电除尘器除掉大部分粉煤灰烟尘,再经过一个专门的热交换器,然后进入吸收塔,烟气中的SO2与含有石灰石的浆液进行气液接触,通入空气后生成石膏,经脱硫的烟气,应用循环气体加热器进行再加热,进入烟囱,排入大气。
①写出湿法石灰石—石膏法脱硫所涉及的化学反应方程式:______________________________________________________________。
②用石灰石浆液作SO2吸收剂而不用熟石灰吸收SO2的原因是:___________________________________________________________
③上述过程中得到的石膏,如果含氯化合物(主要来源于燃料煤)超过杂质极限值,则石膏产品性能变坏。工业上消除可溶性氯化物的方法是______                            ________________________________________________________ 。
(5)某化学兴趣小组为了测定烟气脱硫所得石膏的组成(CaSO4·xH2O)即测定x值,做如下实验:将石膏加热使之脱水,加热过程中固体的质量与时间的变化关系如图所示。数据表明当固体的质量为2.72g后不再改变。①石膏的化学式为_______________。②图像中AB段对应化合物的化学式为_________________。
能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
反应II:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
上述反应符合“原子经济”原则的是__________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),
(2)下表所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数(K)

①由表中数据判断ΔH2_______0(填“>”、“<”或“=”),
②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是______________,
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.使用合适的催化剂
D.充入He,使体系总压强增大
E.按原比例再充入CO和H2
③某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=
0.2mol·L-1,则CO的转化率为____________,此时的温度为____________(从上表中选择);
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的原电池装置。

①该电池工作时,OH-向_______极移动(填“正”或“负”),
②该电池正极的电极反应式为___________________。
硝酸大量用于制造无机肥料,如硝酸铵、硝酸钙、硝酸磷肥,还广泛用于其他工业生产。硝酸工业生产流程图如下图所示:

(1)第—步是氨的接触氧化,在一定温度下以铂铑网作为催化剂,写出该反应的化学方程式          
(2)在吸收塔中用水循环吸收NO2得到硝酸,写出发生该反应的化学方程式                      ,该过程是放热的,为了使吸收效果更好,在吸收过程中需要控制在                   条件下。
(3)尾气中含有氮的氧化物,直接排放到空气中会危害环境,写出一项氮的氧化物可能引起的环境问题                 。工业上常用纯碱溶液吸收NO2,生成亚硝酸盐、硝酸盐和其他物质,写出该反应的化学方程式                      
根据“绿色化学”的思想,某化学家设计了下列化学反应步骤:
①CaBr2+H2OCaO+2HBr ②2HBr+HgHgBr2+H2
③HgBr2+CaOHgO+CaBr2 ④2HgO2Hg+O2
该方案的目的是为了制备
[     ]
A、HBr
B、CaO
C、H2
D、Hg
如图是现今常规生产发烟硫酸和硫酸的流程图:

(1)在④处二氧化硫被氧化成三氧化硫,④的设备名称是    ,该处发生反应的方程式为      ,为提高三氧化硫的产率,该处应采用     (填“等温过程”或“绝热过程”)为宜。
(2)在⑦处进行二次催化处理的原因是       
(3)⑤处气体混合物主要是氮气和三氧化硫.此时气体经过⑥后不立即进入⑦是因为             
(4)20%的发烟硫酸(SO3的质量分数为20%)1吨需加水     吨(保留2位有效数字)才能配制成98%的成品硫酸。
(5)在②处发生1500℃的“不完全燃烧”,即先混入少量干燥空气,然后在③处于700℃下再继续燃烧.试简述这种燃烧方式对环境保护是有利的原因     。
(16分)某小组对酸化及碱化膨润土负载镍催化CO2加氢甲烷化反应进行了研究。
(1)制备Ni一酸化膨润土、Ni-碱化膨润土的部分流程如下:

①“溶解”时维持反应温度为70~80℃,其目的是                
②“氧化”一步反应的离子方程式为                            。
(2)最后一步加HNO3后可回收的主要物质(写化学式)                      
(3)在不同温度下,膨润土、Ni-酸化膨润土、Ni-碱化膨润土催化CO2加氢甲烷化反应结果如下图所示:

①      在测定温度内,Ni-酸化膨润土对CO2加氢甲烷化反应的最适宜温度为350℃,理由是:                                 
②      500℃时,在上述实验条件下向某装有膨润土的密闭容器中通入5 mol CO2和20 mol H2,充分反应后生成CH4的物质的量为                        
(14分)三氧化二镍是一种重要的电子元件材料、蓄电池材料。工业上利用含镍废料(镍铁钙镁合金为主)制取草酸镍,再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐难溶于水。根据下列工艺流程示意图回答问题。

(1)生产过程中多次进行过滤。实验室进行过滤操作中用到玻璃棒,玻璃棒的作用是         
(2)加入过氧化氢后缓慢加入碳酸钠溶液调pH至4.0~4.5左右,加入碳酸钠溶液的作用是                     。再加入NH4F的目的是                    
(3)草酸镍(NiC2O4·2H2O)在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧三小时,制得三氧化二镍,同时获得一种混合气体。写出草酸镍受热分解的化学方程式               
(4)工业上还可用电解法制取三氧化二镍。用NaOH溶液调节NiCl2溶液pH至7.5,加入适量硫酸钠后采用惰性电极进行电解。电解过程中产生的Cl2有80%在弱碱性条件下生成ClO,再把二价镍氧化为三价镍。写出ClO氧化Ni(OH)2生成三氧化二镍的离子方程式                       。a mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过电子的物质的量是     
(5)电解法制取三氧化二镍实际过程中,有时获得一种结晶水合物,已知1mol该物质中含有0.5 mol结晶水。取该化合物20.2 g进行充分加热,而获得三氧化二镍固体和0.2 mol水,则该结晶水合物的化学式为       
利用N2和H2可以实现NH3的工业合成,而氨又可以进一步制硝酸,在工业上一般可进行连续生产。请回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H= +180.5kJ/mol
           N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);△H= -92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ;△H= -483.6kJ/mol
氨气经催化氧化生成一氧化氮气体和水蒸气反应的热化学方程式为              
(2)在容积固定的密闭容器中发生上述氨气的催化氧化反应,容器内部分物质的物质的量浓度如下表:
时间/浓度
c(NH3)(mol/L)
C(O2)(mol/L)
C(NO)(mol/L)
起始
    0.8
    1.6
    0
第2min
    0.6
    a
    0.2
第4min
    0.3
    0.975
    0.5
第6min
    0.3
    0.975
    0.5
第8min
    0.54
    0.9
    0.56
①起始时物料比c (O2):c (NH3)>1.25,其原因是                                
②反应在第2min到第4min时O2的平均反应速率为                        
③反应在第2min改变了反应条件,改变的条件可能是                          
                          
④若反应在第6min后仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是           
                                                                   。
绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。下列做法不符合绿色化学理念的是
[     ]
A、研制水溶剂涂料替代有机溶剂涂料
B、用可降解塑料生产包装盒或快餐盒
C、用反应:制备硫酸铜
D、用反应:制备环氧乙烷
(20分)工业生产纯碱的工艺流程示意图如下:

完成下列填空:
(1)粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质(沉淀剂A来源于石灰窑厂),写出A、B的化学式A ____________________  B _______________________
(2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为:
取样、_______、沉淀、______________、冷却结晶、_______、烘干
(3)工业生产纯碱工艺流程中,碳酸化时产生的现象是__________________________
碳酸化时没有析出碳酸钠晶体,其原因是____________________________________
(4)碳酸化后过滤,滤液D最主要的成分是__________________________(填写化学式),检验这一成分的阴离子的具体方法是:___________________________________
(5)氨碱法流程中氨是循环使用的,为此,滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为:__________________________________________滤液D加石灰水前先要加热,原因是___________________________________________
(6)产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数,纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为:____________________________
(注明你的表达式中所用的有关符号的含义)