Question

10．如圖是某企業(yè)設計的硫酸-磷肥-水泥聯(lián)產、海水-淡水多用、鹽-熱-電聯(lián)產的三大生態(tài)產業(yè)鏈流程圖．

根據(jù)上述產業(yè)流程回答下列問題：
（1）該流程①、②、③、④、⑤為能量或物質的輸送，請分別寫出③、④輸送的主要物質的化學式或能量形式：③熱能   ④SO₂．
（2）沸騰爐發(fā)生反應的化學方程式：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂．磷肥廠的主要產品是普鈣（磷酸二氫鈣和硫酸鈣），寫出由磷礦石和硫酸反應制普鈣得化學方程式Ca₃（PO₄）₂+7H₂SO₄=3Ca（H₂PO₄）₂+7CaSO₄+2HF．
（3）在接觸室中設置熱交換器的目的是能量循環(huán)利用、提高SO₂轉化率，從而充分利用能源．
（4）熱電廠的冷卻水是海水，該流程中濃縮鹽水除提取鹽以外還可提取的物質有鎂或溴（寫出一種即可）．
（5）根據(jù)現(xiàn)代化工廠設計理念請?zhí)岢龈郀t煉鐵廠廢氣、廢渣及多余熱能利用的設想：廢氣（主要是高爐煤氣）經除塵后可作為燃料；廢渣（主要成分是硅酸鈣等），可用作水泥生產原料；廢渣（主要成分是硅酸鈣等），可用作礦渣磷肥的生產原料（寫出一點即可）（寫出一點即可）．

Answer 1

分析 硫鐵礦含有FeS₂，在沸騰爐中充分反應可生成Fe₂O₃、SO₂，反應放出的熱量可用于發(fā)電，生成的Fe₂O₃可用于冶煉鐵，二氧化硫可用于生產水泥，二氧化硫可在接觸室生成三氧化硫，在吸收塔生成硫酸，加入Ca₅（PO₄）₃F，可生成Ca（H₂PO₄）₂、CaSO₄，可用作磷肥，
（1）根據(jù)流程圖中工業(yè)生產的原料，及發(fā)生的反應中的能量轉化分析；
（2）沸騰爐中FeS₂與氧氣反應生成氧化鐵和二氧化硫；磷礦石和硫酸反應生成Ca（H₂PO₄）₂、CaSO₄；
（3）反應是放熱反應，熱交換器可以利用放出的熱量預熱參加反應的二氧化硫和氧氣，從而實現(xiàn)能量循環(huán)利用；
（4）沿海地區(qū)有豐富的海水資源；海水中含有豐富的Mg元素、溴元素等
（5）根據(jù)工廠的廢氣、廢渣的成分分析．

解答 解：硫鐵礦含有FeS₂，在沸騰爐中充分反應可生成Fe₂O₃、SO₂，反應放出的熱量可用于發(fā)電，生成的Fe₂O₃可用于冶煉鐵，二氧化硫可用于生產水泥，二氧化硫可在接觸室生成三氧化硫，在吸收塔生成硫酸，加入Ca₅（PO₄）₃F，可生成Ca（H₂PO₄）₂、CaSO₄，可用作磷肥，
（1）①中冶煉鋼鐵的原料是Fe₂O₃，②中熱電廠中向外提供的能量為電能，③沸騰爐中FeS₂與氧氣反應放出大量的熱，④制硫酸時接觸室中二氧化硫被氧化，⑤硫酸工業(yè)中生成的硫酸，可用于制磷肥，
故答案為：熱能；SO₂ ；
（2）沸騰爐中FeS₂和氧氣反應產生二氧化硫和氧化鐵，反應的方程式為：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂；普鈣是磷酸二氫鈣和硫酸鈣，用硫酸與磷酸鈣反應生成硫酸鈣和磷酸二氫鈣的化學方程式為：Ca₃（PO₄）₂+7H₂SO₄=3Ca（H₂PO₄）₂+7CaSO₄+2HF，
故答案為：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂；Ca₃（PO₄）₂+7H₂SO₄=3Ca（H₂PO₄）₂+7CaSO₄+2HF；
（3）反應2SO₂+O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO₃是放熱反應，熱交換器可以利用放出的熱量預熱參加反應的二氧化硫和氧氣，實現(xiàn)了能量的循環(huán)利用，
故答案為：能量循環(huán)利用；
（4）沿海地區(qū)有豐富的海水資源；海水中含有豐富的Mg元素、溴元素等可以制取Mg或溴，
故答案為：海水；鎂或溴；
（5）根據(jù)工廠的廢氣、廢渣的成分可知，廢氣（主要是高爐煤氣）經除塵后可作為熱風爐、加熱爐和鍋爐等燃料；廢渣（主要成分是硅酸鈣等），可用作水泥生產原料、作礦渣磷肥的生產原料，
故答案為：廢氣（主要是高爐煤氣）經除塵后可作為熱風爐、加熱爐和鍋爐等燃料；廢渣（主要成分是硅酸鈣等），可用作水泥生產原料；廢渣（主要成分是硅酸鈣等），可用作礦渣磷肥的生產原料．

點評 本題考查化學技術，涉及制工業(yè)煉鐵、工業(yè)制備硫酸、水泥生產、磷肥工業(yè)、海水資源的綜合利用等知識，根據(jù)工藝流程明確實驗目的為解答關鍵，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．