氨气既是一种工业产品,也是一种重要的工业原料。在工农业生产中具有广泛的用途。
(1)工业合成氨是在________(填工业设备名称)中完成的,某合成氨工厂一天中通入的N2为20 t,通入的H2为3 t,那么这一天生产的NH3可能为________t。
a.23 b.24.3 c.17 d.6
(2)合成氨的原料气氮气来自大气,工业上从空气中分离出氮气的方法有物理方法和化学方法。物理方法是________,化学方法是___________________。
(3)合成氨的原料气氢气主要来自煤的气化,气化过程中除得到氢气外,还得到另外一种燃料气,这种燃料气的化学式为________。
(4)我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,发明了“侯氏制碱法”。该法制碱是向饱和食盐水中通入NH3和CO2,在实际工业生产中,这两种气体的通入顺序是________,“侯氏制碱法”的副产品可作农业生产的化肥,该副产品是________(填化学式)。
(1)合成塔 d
(2)先液化再蒸发 使碳在空气中燃烧,耗尽氧气,再通入过量的NaOH溶液后剩余的是氮气(其他合理方法也可)
(3)CO
(4)先通氨气,再通二氧化碳 NH4Cl
(1)工业合成氨的设备是合成塔,在其中完成氢气与氮气的反应;工业合成氨是可逆反应,由给出的数值可判断氮气过量,假设氢气完全转化为氨气,可计算出制得氨气的质量为17 t,但可逆反应中反应物不可能完全转化为生成物,故生成的氨气应少于17 t,四个选项中只有d项符合题意。(2)氮气与氧气的沸点不同,可以采用先液化再蒸发的方法使它们分离;氮气不活泼,而氧气活泼,通过化学反应使氧气耗尽,再将反应后的含氧气体除尽即可得到氮气。(3)煤的气化的化学方程式为C+H2O(g)H2+CO,因此除H2外的另外一种燃料气是一氧化碳。(4)二氧化碳在水中的溶解度较小,先通入氨气,溶液显碱性,有利于二氧化碳的溶解;“侯氏制碱法”中得到的副产品氯化铵可作化肥。