Question

20．煤和石油是重要的能源，也是生產(chǎn)化工產(chǎn)品的重要原料．如圖1是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的一部分．

試用所學知識，解決下列問題：
（1）柴油是由石油加工得到的重要產(chǎn)品，它在燃燒時往往冒黑煙，可能的原因是柴油不完全燃燒生成了炭黑所致．
（2）煤經(jīng)過干餾可以得到焦爐氣、煤焦油和焦炭等．煤的干餾屬于化學（填“物理”或“化學”）變化．
（3）煤的直接液化是煤和適當溶劑混合在高溫和催化劑存在下與水作用生成液態(tài)燃料的過程．
（4）煤和石油等化石燃料燃燒排放的大量二氧化碳會引起全球氣候變暖．一種新的處理方法是將二氧化碳氣體通入含有長石（地殼中最常見的礦石，含量高達60%）成分的水溶液里，其中一種反應的化學方程式：KAlSi₃O₈+CO₂+2H₂O=KHCO₃+X↓+3SiO₂↓，則X的化學式為Al（OH）₃．
（5）在煤燃燒前需對煤進行脫硫處理．煤的某種脫硫技術的原理如下所示：
FeS₂$→_{O_{2}/H_{2}O}^{在微生物作用下}$Fe²⁺+SO₄^2-$→_{O_{2}/H+}^{在微生物作用下}$Fe³⁺
這種脫硫技術稱為微生物脫硫技術．該技術的第一步反應的化學方程式為2FeS₂+7O₂+2H₂O$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2H₂SO₄+2FeSO₄，第二步反應的化學方程式為2H₂SO₄+O₂+4FeSO₄$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2Fe₂（SO₄）₃+2H₂O．
（6）工業(yè)上主要采用氨氧化法生產(chǎn)硝酸，如下圖是氨氧化率與氨-空氣混合氣中氧氨比的關系．其中直線表示反應的理論值；曲線表示生產(chǎn)實際情況．當氨氧化率達到100%，理論上γ{n（O₂）/n（NH₃）}=1.25，實際生產(chǎn)要將γ值維護在1.7-2.2之間，原因是O₂濃度太少不利于NH₃的轉(zhuǎn)化，γ值為2.2時NH₃氧化率已近100%．．

溫馨提示：n（O₂）是可以認為是表示氧氣分子堆積數(shù)目的一種物理量．n（O₂）數(shù)目越大，說明氧分子堆積數(shù)目越大．

Answer 1

分析 （1）含碳物質(zhì)不充分燃燒會產(chǎn)生黑煙；
（2）根據(jù)物理變化與化學變化的本質(zhì)區(qū)別分析；
（3）煤的直接液化是煤在高溫和催化劑存在下與H₂O作用生成液體燃料的過程；
（4）據(jù)質(zhì)量守恒判斷X的化學式即可；
（5）根據(jù)化合價升降總數(shù)相等以及原子守恒來寫離子方程式；
（6）根據(jù)氨氧化的化學方程式來分析；根據(jù)題干信息分析O₂濃度對平衡的影響．

解答 解：（1）如果燃燒時氧氣不充足，會不完全燃燒，有碳顆粒生成，會有黑煙產(chǎn)生；
故答案為：柴油不完全燃燒生成了炭黑所致；
（2）煤經(jīng)過干餾得到新物質(zhì)--焦爐氣、煤焦油和焦炭等，所以發(fā)生的屬于化學變化；
故答案為：化學；
（3）煤的直接液化是煤與適當溶劑混合后在高溫和催化劑存在下與H₂O作用生成液體燃料的過程；
故答案為：催化劑；水；
（4）根據(jù)化學方程式和質(zhì)量守恒定律分析，反應前K：1個，反應后：1個，則x中不含K；反應前Al：1個，反應后應：1個，則x中含有一個Al，依此類推，x中還含有3個O，3個H，則X的化學式為 Al（OH）₃；
故答案為：Al（OH）₃；
（5）第一步反應中反應物有FeS₂、O₂和H₂O，生成物有Fe²⁺和${SO}_{4}^{2-}$，反應的方程式為：2FeS₂+7O₂+2H₂O$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2H₂SO₄+2FeSO₄；Fe²⁺具有還原性，可被氧氣氧化為Fe³⁺，方程式為：2H₂SO₄+O₂+4FeSO₄$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2Fe₂（SO₄）₃+2H₂O；
故答案為：2FeS₂+7O₂+2H₂O$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2H₂SO₄+2FeSO₄；2H₂SO₄+O₂+4FeSO₄$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2Fe₂（SO₄）₃+2H₂O；
（6）結(jié)合題干信息：由氨氧化的化學方程式：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;高溫高壓\;}}{催化劑}$4NO+6H₂O，可知氨氧化率達到100%，實際生產(chǎn)要將γ值維護在1.7-2.2之間，原因是濃度太少不利于NH₃的轉(zhuǎn)化，γ值為2.2時NH₃氧化率已近100%；
故答案為：O₂濃度太少不利于NH₃的轉(zhuǎn)化，γ值為2.2時NH₃氧化率已近100%．

點評 本題考查煤的綜合利用，涉及到氧化還原方程式的書寫，題目難度中等，本題注意從題目中獲取信息，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)解答．