Question

15．工業(yè)尾氣中含有的SO₂對環(huán)境有害，采取合理的方法可以將其轉(zhuǎn)化為硫化鈣、硫酸鉀等有用的物質(zhì)，其一種轉(zhuǎn)化路線如圖所示：

（1）通入空氣的目的是提供氧化劑O₂，將CaSO₃氧化為CaSO₄；
得到的固體產(chǎn)物A是CaSO₄（寫化學(xué)式）．
（2）反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為NH₄HCO₃+NH₃+CaSO₄=CaCO₃+（NH₄）₂SO₄，該反應(yīng)需在60℃～70℃下進(jìn)行，溫度不能高于70℃的原因是防止NH₄HCO₃分解．
（3）固體A與焦炭一起焙燒生成CaS和CO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式CaSO₄+4C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaS+4CO↑．
（4）濾液B中除H⁺、OH^-、K⁺、SO₄^2-外，還含有的離子有NH₄⁺、Cl^-．

Answer 1

分析 利用碳酸鈣處理工業(yè)尾氣中的SO₂制備CaSO₄，具體流程分析為在高溫下，CaCO₃、SO₂和含有O₂的空氣混合充分反應(yīng)可得到CaSO₄和CO₂，在所得CaSO₄固體中加入NH₄HCO₃并同時(shí)通入NH₃，然后溶解并過濾除去CaCO₃不溶物，濾液中加入KCl，并通過過濾得到K₂SO₄晶體；
（1）利用CaCO₃吸收SO₂的最終產(chǎn)物為CaSO₄，這是氧化過程，需要提高氧化劑；
（2）根據(jù)流程圖可知CaSO₄、NH₄HCO₃及NH₃，反應(yīng)生成了CaCO₃不溶物和（NH₄）₂SO₄，可根據(jù)原子守恒寫出此反應(yīng)方程式；反應(yīng)物NH₄HCO₃穩(wěn)定性較差，由反應(yīng)應(yīng)在低溫下進(jìn)行；
（3）K₂SO₄與C混合加熱生成CaS和CO，發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)，可結(jié)合電子守恒和原子守恒配平此反應(yīng)方程式；
（4）可根據(jù)原子守恒判斷濾液的成分．

解答 解：利用碳酸鈣處理工業(yè)尾氣中的SO₂制備CaSO₄，具體流程分析為在高溫下，CaCO₃、SO₂和含有O₂的空氣混合充分反應(yīng)可得到CaSO₄和CO₂，在所得CaSO₄固體中加入NH₄HCO₃并同時(shí)通入NH₃，然后溶解并過濾除去CaCO₃不溶物，濾液中加入KCl，并通過過濾得到K₂SO₄晶體；
（1）氧氣有強(qiáng)氧化性，可將+4價(jià)S氧化為+6價(jià)，得到穩(wěn)定的硫酸鹽，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)和原子守恒可知混合物高溫下生成了CO₂和CaSO₄，故答案為：提供氧化劑O₂，將CaSO₃氧化為CaSO₄；CaSO₄；
（2）反應(yīng)Ⅰ有CaSO₄、NH₄HCO₃及NH₃，反應(yīng)生成了CaCO₃不溶物和（NH₄）₂SO₄，化學(xué)方程式為：NH₄HCO₃+NH₃+CaSO₄=CaCO₃+（NH₄）₂SO₄；因NH₄HCO₃受熱易分解，反應(yīng)需要控制在60℃～70℃下進(jìn)行，故答案為：NH₄HCO₃+NH₃+CaSO₄=CaCO₃+（NH₄）₂SO₄；防止NH₄HCO₃分解；
（3）K₂SO₄與C混合加熱生成CaS和CO，此反應(yīng)方程式為：CaSO₄+4C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaS+4CO↑（；答案為：CaSO₄+4C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaS+4CO↑（；
（4）反應(yīng)Ⅰ中生成的（NH₄）₂SO₄和KCl的水溶液混合發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，除去K₂SO₄晶體，濾液里主要含有NH₄⁺、Cl^-及H⁺、OH^-、K⁺、SO₄^2-等，濾液中還應(yīng)有NH₄⁺、Cl^-，故答案為：NH₄⁺、Cl^-．

點(diǎn)評 本題難度不大，考查元素及其化合物的性質(zhì)，掌握常見化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)和用途、理解并能靈活運(yùn)用質(zhì)量守恒定律、根據(jù)微觀示意圖正確判斷所涉及分子的構(gòu)成是正確解答本題的關(guān)鍵．