Question

【化學與技術】
下圖表示某些化工生產的流程（有的反應條件和產物已略去）

請回答下列問題：
（1）流程中所涉及的化學工業                    （寫出兩個即可）。
（2）反應I需在500℃進行，主要原因是          ；實際工業生產中，反應Ⅱ的條件是    。
（3）寫出反應III的化學方程式                         。
（4）工業上，析出K后，再向母液中繼續通入E，并加入細小食鹽顆料，其目的是     。
（5）工業上常用Na₂CO₃溶液吸收制取HNO₃產生的尾氣中的NO₂，生成NaNO₃、NaNO₂和一種氣體，寫出反應的化學方程式              。

Answer 1

（1）合成氨，氨氧化法制硝酸，聯合制堿法（或侯氏制減法）
（2）500℃時，該反應的催化劑的活性最高；鉑銠合金作催化劑，高溫
（3）NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl
（4）增大NH₄⁺和Cl^-的濃度，析出副產品NH₄Cl
（5）2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₃+NaNO₂+CO₂

依據流程分析液態空氣蒸餾得到氧氣和氮氣，焦炭和水蒸氣反應生成氫氣和一氧化碳；推斷反應Ⅰ是合成氨的反應，所以A為O₂、B為N₂、C為H₂、E為NH₃，反應Ⅱ是氨氣的催化氧化反應生成G為NO，H為NO₂、I為HNO₃，L為NH₄NO₃，D為CO，F為CO₂；E+F+飽和食鹽水=NaHCO₃↓+NH₄Cl，Ⅲ反應是工業侯德榜制堿法；K為NaHCO₃，M為Na₂CO₃；J為NH₄Cl；
（1）流程分析推斷反應Ⅰ是工業合成氨；Ⅱ是工業上制硝酸的第一步氨氣的催化氧化；Ⅲ是工業上候氏制堿法或聯合制堿法；
（2）反應I合成氨是放熱反應，需在500℃進行是為了提高反應速率，催化劑活性最大；實際工業生產中，反應Ⅱ的條件是鉑銠合金做催化劑高溫加熱進行氨氣的催化氧化反應；
（3）反應Ⅲ是候氏制堿法的反應原理，氨化的飽和食鹽水中通入二氧化碳生成碳酸氫鈉晶體和氯化銨，反應的化學方程式為：NaCl+CO₂+NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（4）工業上，析出NaHCO₃后，再向母液中繼續通入NH₃，并加入細小食鹽顆料，是為了增大銨根離子和氯離子濃度，降低氯化銨的溶解度利于晶體析出；
（5）根據信息產物知，反應方程式是2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₃+NaNO₂+CO₂。