Question

12．直接排放煤燃燒產生的煙氣會引起嚴重的環境問題，將煙氣通過裝有石灰石漿液的脫硫裝置可以除去其中的二氧化硫，最終生成硫酸鈣．硫酸鈣可參與下圖所示的幾個工廠利用廢氣，廢渣（液）聯合生產化肥硫酸銨的工藝．

請回答下列問題：
（1）煤燃燒產生的煙氣直接排放到空氣中，引發的主要環境問題有ABC．（填寫字母編號）
A．溫室效應B．酸雨C．粉塵污染D．水體富營養化
（2）在煙氣脫硫的過程中，所用的石灰石漿液在進入脫硫裝置前，需通一段時間二氧化碳，以增加其脫硫效率；脫硫時控制漿液的pH值，此時漿液含有的亞硫酸氫鈣可以被氧氣快速氧化生成硫酸鈣．
①二氧化碳與石灰石漿液反應得到的產物為Ca（ HCO₃）₂．
②亞硫酸氫鈣被足量氧氣氧化生成硫酸鈣的化學方程式為：Ca（ HSO₃）₂+O₂=CaSO₄+H₂SO₄．
（3）工藝操作①、②分別為將空氣液化后蒸餾分離出氧氣，獲得氮氣、過濾．
（4）工業合成氨的原料氫氣來源是水和碳氫化合物，請寫出以天然氣為原料制取氫氣的化學方程式：CH₄+H₂O$\frac{\underline{催化劑}}{△}$CO+3H₂．
（5）寫出生成“產品”的離子方程式：CO₂+2NH₃+CaSO₄+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄．
（6）副產品的化學式為CaO．該聯合生產工藝中可以循環使用的物質是CO₂．

Answer 1

分析 （1）煤燃燒產生的煙氣中含有二氧化硫、二氧化碳以及粉塵等，都可導致環境污染；
（2）CO₂與CaCO₃反應生成易溶的Ca（HCO₃）₂，亞硫酸氫鈣具有還原性，可被氧化為硫酸鈣；
（3）工藝操作①是從空氣中分離出氮氣，②操作是分離固液混合物；
（4）甲烷與水蒸氣在高溫、催化劑下反應生成氫氣和CO；
（5）硫酸鈣可與燃煤產生的CO₂在一定條件下與NH₃生成硫酸銨和碳酸鈣；
（6）生成的碳酸鈣在煅燒爐中分解為CaO和二氧化碳，二氧化碳再通入沉淀池循環利用．

解答 解：（1）煤燃燒的產物中有CO₂、煙塵以及SO₂，分別導致溫室效應、粉塵污染和酸雨，沒有營養元素排入水中，不會引起水體富營養化；
故答案為：ABC；
（2）①CO₂與CaCO₃反應生成易溶的Ca（HCO₃）₂；
故答案為：Ca（ HCO₃）₂；
②亞硫酸氫鈣具有還原性，可被氧化為硫酸鈣，方程式為：Ca（ HSO₃）₂+O₂=CaSO₄+H₂SO₄；
故答案為：Ca（ HSO₃）₂+O₂=CaSO₄+H₂SO₄；
（3）工藝操作①是從空氣中分離出氮氣，將空氣液化后蒸餾分離出氧氣，獲得氮氣；硫酸鈣可與燃煤產生的CO₂在一定條件下與NH₃生成硫酸銨和碳酸鈣，碳酸鈣不溶于水，分離不溶性固體和溶液的方法是過濾；
故答案為：將空氣液化后蒸餾分離出氧氣，獲得氮氣；過濾；
（4）甲烷與水蒸氣在加熱、催化劑下反應生成氫氣和CO，化學方程式為CH₄+H₂O$\frac{\underline{催化劑}}{△}$CO+3H₂，
故答案為：CH₄+H₂O$\frac{\underline{催化劑}}{△}$CO+3H₂；
（5）硫酸鈣可與燃煤產生的CO₂在一定條件下與NH₃生成硫酸銨和碳酸鈣，化學方程式為CO₂+2NH₃+CaSO₄+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄，
故答案為：CO₂+2NH₃+CaSO₄+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄；
（6）硫酸鈣可與燃煤產生的CO₂在一定條件下與NH₃生成硫酸銨和碳酸鈣，生成的碳酸鈣在煅燒爐中分解為CaO和二氧化碳，所以碳酸鈣煅燒的副產物是CaO，另一種分解產物是二氧化碳，二氧化碳再通入沉淀池循環利用；
故答案為：CaO；CO₂．

點評 本題考查三廢處理及環境保護、元素化合物的性質、物質的分離提純，把握物質的性質、環境保護及化學反應的應用等為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，題目難度中等．