“氨的催化氧化”是工業(yè)生產硝酸的重要步驟，某化學課外活動小組設計模擬該實驗過程，用水吸收制取硝酸，并用硝酸制取Cu（NO3）2?3H2O晶體：
（1）若用圖1裝置A制取NH3和O2的混合氣體，分液漏斗內為濃氨水，則圓底燒瓶中加入的固體藥品為 Na2O2Na2O2。
（2）氨氣在裝置B中發(fā)生催化氧化，若條件控制不當，B中可能發(fā)生副反應，NH3與O2在加熱和催化劑作用下生成N2O，該副反應的化學方程式為 2NH3+2O2催化劑△N2O+3H2O2NH3+2O2催化劑△N2O+3H2O。
（3）若產生的氮氧化物尾氣（含NO、NO2）用氨氣為還原劑進行催化還原，主要反應如下：
①4NH3+4NO+O2═4N2+6H2O
②4NH3+6NO=5N2+6H2O
當反應溫度過高時，NH3會發(fā)生以下反應：
③4NH3+3O2═2N2+6H2O
④4NH3+5O2═4NO+6H2O
在反應②中當生成1molN2時，轉移的電子數為 2.42.4mol。隨著反應溫度升高，脫硝效率降低的原因可能是 高溫時NH3發(fā)生氧化反應③4NH3+3O2=2N2+6H2O、④4NH3+5O2=4NO+6H2O，導致還原劑NH3被大量消耗，所以脫硝效率降低高溫時NH3發(fā)生氧化反應③4NH3+3O2=2N2+6H2O、④4NH3+5O2=4NO+6H2O，導致還原劑NH3被大量消耗，所以脫硝效率降低。
（4）設計以某工業(yè)廢水（含Cu2+、Na+、SO2-4）為原料，制取Cu（NO3）2?3H2O晶體的實驗方案：向工業(yè)廢水中加入NaOH溶液充分反應，生成氫氧化銅沉淀，過濾，洗滌濾渣2～3次，得到氫氧化銅固體，氫氧化銅固體中加入稀硝酸至固體完全溶解，蒸發(fā)濃縮，降溫至溫度略高于26.4℃結晶，趁熱過濾，洗滌，干燥得到Cu（NO3）2?3H2O向工業(yè)廢水中加入NaOH溶液充分反應，生成氫氧化銅沉淀，過濾，洗滌濾渣2～3次，得到氫氧化銅固體，氫氧化銅固體中加入稀硝酸至固體完全溶解，蒸發(fā)濃縮，降溫至溫度略高于26.4℃結晶，趁熱過濾，洗滌，干燥得到Cu（NO3）2?3H2O[Cu（NO3）2的溶解度曲線如圖2所示；實驗中須使用的試劑：稀HNO3、NaOH溶液]。
催化劑
△
催化劑
△
SO
2
-
4
【答案】Na2O2；2NH3+2O2N2O+3H2O；2.4；高溫時NH3發(fā)生氧化反應③4NH3+3O2=2N2+6H2O、④4NH3+5O2=4NO+6H2O，導致還原劑NH3被大量消耗，所以脫硝效率降低；向工業(yè)廢水中加入NaOH溶液充分反應，生成氫氧化銅沉淀，過濾，洗滌濾渣2～3次，得到氫氧化銅固體，氫氧化銅固體中加入稀硝酸至固體完全溶解，蒸發(fā)濃縮，降溫至溫度略高于26.4℃結晶，趁熱過濾，洗滌，干燥得到Cu（NO3）2?3H2O
催化劑
△
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/26 11:36:51組卷：16難度：0.5
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業(yè)廢渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗
Fe3+已經除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應方程式是．
（6）a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質量分數應不低于（用含a、b的表達式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業(yè)廢渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗Fe3+已經除盡的試劑是；當pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質量分數應不低于（用含a、b的表達式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業(yè)廢渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5