Question

19．硫酸的工業(yè)制備是一個重要的化工生產(chǎn)過程，但在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量污染，需要在生產(chǎn)工藝中考慮到綠色工藝．以硫酸工業(yè)產(chǎn)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(zhì)．合成路線如下：

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

Answer 1

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

解答 解：（1）反應(yīng)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(fā)生CaSO₄+4C=CaS+4CO↑，每生成lmol硫化鈣理論上轉(zhuǎn)移電子數(shù)1mol×[6-（-2）]×N_A=8N_A；充分利用副產(chǎn)品CO，有人提出以熔融的K₂C0₃為電解質(zhì)，設(shè)計燃料電池，此電池的負極反應(yīng)為CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂，
故答案為：8N_A；CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂；
（3）檢驗反應(yīng)Ⅱ得到的產(chǎn)品是否因部分被氧化而變質(zhì)，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(yīng)Ⅰ、Ⅳ可知，循環(huán)使用的物質(zhì)為CaCO₃，故答案為：CaCO₃；
（5）二氧化氮與亞硫酸銨反應(yīng)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(yīng)用，為高頻考點，把握發(fā)生的反應(yīng)、物質(zhì)的性質(zhì)、離子檢驗及原電池、氧化還原反應(yīng)等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，題目難度中等．