Question

物質之間的轉化關系如下圖所示，A可作為工業生產J的原料，B、C、H、I為非金屬單質，X的水溶液為一種常見的醫用消毒液，F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⑦中L與M的物質的量之比為1：2，A、E、J、N中含有同一種元素。回答下列問題：

(1)X的化學式為__________________，O的結構簡式為__________________。

(2)考慮到綜合經濟效益，工業生產M時，可采取的措施有__________________(填序號)。

a.使用催化劑                              b.適當降低溫度

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

e.及時分離出產物                        f.對原料進行循環利用

g.充分利用反應本身放出的熱量      h.工廠地址盡可能選擇在交通發達的城市

i.工廠地址可選擇在盛產天然氣的地區

(3)設備I的名稱__________。工業生產中為了節約資源、降低成本和保護環境，常常對某些物質進行循環利用。上述轉化關系中能達到該目的的是__________(填序號)。

(4)現有1 mol A參加反應，假設各步均完全反應，生成N的質量為1165 g，生成K的質量為224 g，則反應①的化學反應方程式為_________________________。

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物質是Fe₂O₃。根據“J+Ba(NO₃)₂溶液白色沉淀N”可知，N是BaSO₄，得出A物質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，因為B是非金屬單質，所以B是氧氣(O₂)。“C(非金屬單質)+D(化合物)G(化合物)+H(非金屬單質)”，可以聯想C+H₂OCO+H₂、2C+SiO₂2CO+Si等重要的置換反應進行分析驗證，D物質在整個轉化圖中出現了兩次，“O是常見氮肥”，由此發散聯想，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，結合“反應⑦中L與M的物質的量之比為1：2”，得出L是CO₂，M是NH₃，O是尿素[CO(NH₂)₂]，D是H₂O，反應⑦的化學方程式為CO₂+2NH₃CO(NH₂)₂+H₂O。進一步得出C物質是碳，G是CO，H是氫氣，I是N₂。

(2)工業上生產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，可以建在盛產天然氣的地區(利用天然氣可以制備H₂，反應為CH₄+2H₂OCO₂+4H₂)。

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

(4)n(Fe)==4 mol，n(BaSO₄)==5 mol，說明化合物A中鐵與硫兩元素的原子個數之比為4：5，化學式為Fe₄S₅，所以反應①的化學方程式為Fe₄S₅+8O₂ 2Fe₂O₃+5SO₂。

【答案】(1)H₂O₂    (2)acdefgi

(3)合成塔 ⑥  (4)Fe₄S₅+8O₂2Fe₂O₃+5SO₂