Question

7．為了減少煤燃燒對大氣造成的污染，煤的氣化和液化是高效、清潔利用煤炭的重要途徑，而減少CO₂氣體的排放也是人類面臨的重大課題．煤綜合利用的一種途徑如圖1所示：

（1）用圖2所示裝置定量檢測過程①產(chǎn)生的CO₂（已知：煤粉燃燒過程中會產(chǎn)生SO₂）

B中預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是品紅溶液不變色，D中的試劑是堿石灰．
（2）已知C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₁=+131.3kJ•mol^-1
C（s）+2H₂O（g）═CO₂（g）+2H₂（g）△H₂=+90kJ•mol^-1
則一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.3kJ•mol^-1．
（3）用圖3裝置可以完成⑤的轉(zhuǎn)化，同時(shí)提高能量的利用率．其實(shí)現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能，a的電極反應(yīng)式是CH₃OCH₃-12e^-+3H₂O=2CO₂↑+12H⁺．
（4）燃煤煙氣中的CO₂可用稀氨水捕獲和吸收，不僅可以減少CO₂的排放，也可以生產(chǎn)化肥碳酸氫銨．假設(shè)該方法每小時(shí)處理含CO₂的體積分?jǐn)?shù)為11.2%的燃煤煙氣1000m³（標(biāo)準(zhǔn)狀況），其中CO₂的脫除效率為80%，則理論上每小時(shí)生產(chǎn)碳酸氫銨316kg．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燃煤煙氣的成分為：CO₂、SO₂、CO、H₂O，酸性高錳酸鉀能夠除去SO₂，CO₂、CO、H₂O不能使品紅溶液褪色，濃硫酸可以吸水；根據(jù)堿石灰能夠吸收CO₂；
（2）根據(jù)蓋斯定律來解答；
（3）根據(jù)原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能；根據(jù)負(fù)極的電極反應(yīng)=總反應(yīng)-正極的電極反應(yīng)；
（4）根據(jù)方程式CO₂+NH₃•H₂O=NH₄HCO₃來計(jì)算．

解答 解：（1）燃煤煙氣的成分為：CO₂、SO₂、CO、H₂O，酸性高錳酸鉀能夠除去SO₂，CO₂、CO、H₂O不能使品紅溶液褪色，堿石灰能夠吸收CO₂；
故答案為：品紅溶液不變色；堿石灰；
（2）C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₁=+131.3kJ•mol^-1     ①
     C（s）+2H₂O（g）=CO₂（g）+2H₂（g）△H₂=+90kJ•mol^-1     ②
由蓋斯定律②-①得：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.3kJ•mol^-1
故答案為：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.3kJ•mol^-1；
（3）圖3裝置是原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能；正極上是氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)：3O₂+12e-+12H⁺=6H₂O，總反應(yīng)：CH₃OCH₃+3O₂=2CO₂+3H₂O，負(fù)極的電極反應(yīng)：CH₃OCH₃+3H₂O-12e^-=2CO₂↑+12H⁺，
故答案為：化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能；CH₃OCH₃-12e^-+3H₂O=2CO₂↑+12H⁺；
（4）CO₂ +NH₃•H₂O=NH₄HCO₃ 
                            1                    1
   $\frac{1000×1{0}^{3}L×11.2%×80%}{22.4L/mol}$    4000mol
所以NH₄HCO₃ 的質(zhì)量m=4000mol×79g/mol=316000g=316kg；
故答案為：316．

點(diǎn)評 本題考查的知識點(diǎn)較多，綜合性較強(qiáng)，涉及蓋斯定律的應(yīng)用、電極方程式、物質(zhì)的性質(zhì)以及化學(xué)計(jì)算，注意知識的歸納和整理是關(guān)鍵，題目難度中等．