Question

物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示，A可作為工業(yè)生產(chǎn)J的原料，B、C、H、I為非金屬單質(zhì)，X的水溶液為一種常見的醫(yī)用消毒液，F(xiàn)為常見的紅棕色防銹油漆顏料的主要成分，O是常見氮肥，且反應(yīng)⑦中L與M的物質(zhì)的量之比為1：2，A、E、J、N中含有同一種元素�；卮鹣铝袉栴}：

(1)X的化學(xué)式為__________________，O的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為__________________。

(2)考慮到綜合經(jīng)濟(jì)效益，工業(yè)生產(chǎn)M時(shí)，可采取的措施有__________________(填序號(hào))。

a.使用催化劑                              b.適當(dāng)降低溫度

c.選擇合適的溫度                        d.適度增大壓強(qiáng)

e.及時(shí)分離出產(chǎn)物                        f.對(duì)原料進(jìn)行循環(huán)利用

g.充分利用反應(yīng)本身放出的熱量      h.工廠地址盡可能選擇在交通發(fā)達(dá)的城市

i.工廠地址可選擇在盛產(chǎn)天然氣的地區(qū)

(3)設(shè)備I的名稱__________。工業(yè)生產(chǎn)中為了節(jié)約資源、降低成本和保護(hù)環(huán)境，常常對(duì)某些物質(zhì)進(jìn)行循環(huán)利用。上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中能達(dá)到該目的的是__________(填序號(hào))。

(4)現(xiàn)有1 mol A參加反應(yīng)，假設(shè)各步均完全反應(yīng)，生成N的質(zhì)量為1165 g，生成K的質(zhì)量為224 g，則反應(yīng)①的化學(xué)反應(yīng)方程式為_________________________。

Answer 1

【解析】(1)答題的突破口是“F為常見的紅棕色防銹油漆顏料的主要成分”，F(xiàn)物質(zhì)是Fe₂O₃。根據(jù)“J+Ba(NO₃)₂溶液白色沉淀N”可知，N是BaSO₄，得出A物質(zhì)中含有硫元素和鐵元素，A可能屬于鐵的硫化物，E是SO₂，X是雙氧水(H₂O₂)，J是H₂SO₄，因?yàn)锽是非金屬單質(zhì)，所以B是氧氣(O₂)。“C(非金屬單質(zhì))+D(化合物)G(化合物)+H(非金屬單質(zhì))”，可以聯(lián)想C+H₂OCO+H₂、2C+SiO₂2CO+Si等重要的置換反應(yīng)進(jìn)行分析驗(yàn)證，D物質(zhì)在整個(gè)轉(zhuǎn)化圖中出現(xiàn)了兩次，“O是常見氮肥”，由此發(fā)散聯(lián)想，常見的氮肥有碳酸氫銨(碳銨)、硫酸銨(硫銨)、硝酸銨(硝銨)、氯化銨和尿素等，結(jié)合“反應(yīng)⑦中L與M的物質(zhì)的量之比為1：2”，得出L是CO₂，M是NH₃，O是尿素[CO(NH₂)₂]，D是H₂O，反應(yīng)⑦的化學(xué)方程式為CO₂+2NH₃CO(NH₂)₂+H₂O。進(jìn)一步得出C物質(zhì)是碳，G是CO，H是氫氣，I是N₂。

(2)工業(yè)上生產(chǎn)NH₃，常用鐵觸媒作催化劑，并選擇500℃左右的溫度(考慮催化劑的活性溫度并兼顧反應(yīng)速率)。化工廠常有“三廢”的排放，是不允許建在城市中心的，可以建在盛產(chǎn)天然氣的地區(qū)(利用天然氣可以制備H₂，反應(yīng)為CH₄+2H₂OCO₂+4H₂)。

(3)設(shè)備Ⅰ是合成塔，設(shè)備Ⅱ是冷卻設(shè)備和分離器，⑥是N₂和H₂的循環(huán)利用過程。

(4)n(Fe)==4 mol，n(BaSO₄)==5 mol，說(shuō)明化合物A中鐵與硫兩元素的原子個(gè)數(shù)之比為4：5，化學(xué)式為Fe₄S₅，所以反應(yīng)①的化學(xué)方程式為Fe₄S₅+8O₂ 2Fe₂O₃+5SO₂。

【答案】(1)H₂O₂    (2)acdefgi

(3)合成塔 ⑥  (4)Fe₄S₅+8O₂2Fe₂O₃+5SO₂