空氣是寶貴的自然資源。利用氫氣(H2)和空氣中分離出的氮氣(N2)可以合成氨氣(NH3),圖是合成氨的工藝流程圖:
(一)空氣中各組分的沸點如表:
組分 |
氮氣 |
氧氣 |
二氧化碳 |
氬氣 |
氖氣 |
氦氣 |
沸點/℃ |
-195.8 |
-183.0 |
-78.4 |
-185.7 |
-246.0 |
-268.9 |
根據(jù)以上數(shù)據(jù),通過分析可以得出:
(1)工業(yè)上可通過加壓、降溫的方法將除雜后的空氣變成液態(tài):然后利用液氮和液氧的
沸點
沸點
不同,控制溫度,使
氮氣
氮氣
先蒸發(fā)出來,剩下的主要為
液氧
液氧
。
(2)工業(yè)制得的氧氣中較難被分離出去的氣體是上表中的
氬氣
氬氣
。
(3)工業(yè)上
不能
不能
(填“能”或“不能”)用此方法大量制取二氧化碳氣體。
(二)合成氨的工藝流程
(4)根據(jù)下表中各物質(zhì)的沸點,如要將產(chǎn)物NH
3與N
2、H
2分離開來,溫度應(yīng)該控制在
-195.8~-33.4
-195.8~-33.4
℃的范圍之內(nèi)。
物質(zhì) |
H2 |
N2 |
NH3 |
沸點/℃ |
-252 |
-195.8 |
-33.4 |
(5)用焦炭(主要成分是碳)和水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)可制得氫氣和另一種常溫下為氣態(tài)的有毒物質(zhì)一氧化碳,寫出該反應(yīng)的文字表達式
。在煤和水蒸氣反應(yīng)前需先將煤粉碎,這樣做的目的是
增大煤與水蒸氣的接觸面積,使反應(yīng)更快更充分
增大煤與水蒸氣的接觸面積,使反應(yīng)更快更充分
。
(6)實際生產(chǎn)中,N
2和H
2不可能全部轉(zhuǎn)化為NH
3,將降溫分離出的N
2、H
2送回合成塔的目的是
A
A
。
A.充分利用原料
B.防止氮氣污染空氣