Question

19．硫酸的工業制備是一個重要的化工生產過程，但在生產過程中會產生大量污染，需要在生產工藝中考慮到綠色工藝．以硫酸工業產生的二氧化硫尾氣、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氫銨為原料可以合成硫化鈣、硫酸銨、亞硫酸銨等物質．合成路線如下：

（1）寫出反應Ⅰ的化學方程式2CaCO₃+O₂+2SO₂=2CaSO₄+2CO₂．
（2）反應Ⅲ中每生成lmol硫化鈣理論上轉移電子數8N_A；為充分利用副產品CO，有人提出以熔融的K₂C0₃為電解質，設計燃料電池，請寫出此電池的負極反應CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂．
（3）為檢驗反應Ⅱ得到的產品是否因部分被氧化而變質，需選擇的化學試劑有稀鹽酸、BaCl₂溶液．
（4）根據合成流程，可以循環利用的是CaCO₃．
（5）（NH₄）₂SO₃溶液可用于電廠產生的煙道氣的脫氮，將氮氧化物轉化為氮氣，同時生成一種氮肥，形成共生系統．寫出二氧化氮與亞硫酸銨反應的離子方程式2NO₂+4SO₃^2-=N₂+4SO₄^2-．

Answer 1

分析 由流程可知，I中發生2CaCO₃+O₂+2SO₂=2CaSO₄+2CO₂，反應Ⅳ為NH₄HCO₃、CaSO₄、NH₃反應生成碳酸鈣和硫酸銨，發生NH₄HCO₃+NH₃+CaSO₄=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄，可知碳酸鈣可循環使用，Ⅱ中發生SO₂+2NH₃．H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O，Ⅲ中發生CaSO₄+4C=CaS+4CO↑，以此來解答．

解答 解：（1）反應Ⅰ的化學方程式為2CaCO₃+O₂+2SO₂=2CaSO₄+2CO₂，故答案為：2CaCO₃+O₂+2SO₂=2CaSO₄+2CO₂；
（2）Ⅲ中發生CaSO₄+4C=CaS+4CO↑，每生成lmol硫化鈣理論上轉移電子數1mol×[6-（-2）]×N_A=8N_A；充分利用副產品CO，有人提出以熔融的K₂C0₃為電解質，設計燃料電池，此電池的負極反應為CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂，
故答案為：8N_A；CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂；
（3）檢驗反應Ⅱ得到的產品是否因部分被氧化而變質，即檢驗硫酸根離子，則選擇試劑為稀鹽酸、BaCl₂溶液，先加鹽酸排除亞硫酸根離子干擾，再加氯化鋇觀察是否生成沉淀，故答案為：稀鹽酸、BaCl₂溶液；
（4）由反應Ⅰ、Ⅳ可知，循環使用的物質為CaCO₃，故答案為：CaCO₃；
（5）二氧化氮與亞硫酸銨反應的離子方程式為2NO₂+4SO₃^2-=N₂+4SO₄^2-，故答案為：2NO₂+4SO₃^2-=N₂+4SO₄^2-．

點評 本題考查混合物分離提純的綜合應用，為高頻考點，把握發生的反應、物質的性質、離子檢驗及原電池、氧化還原反應等為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，題目難度中等．