Question

【題目】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Ⅰ的化學方程式________________________．

（2）反應Ⅲ中每生成lmol硫化鈣理論上轉(zhuǎn)移電子數(shù)________；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_____________．

（3）為檢驗反應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__________________．

（4）根據(jù)合成流程，可以循環(huán)利用的是____________．

（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的離子方程式___________________．

Answer 1

【答案】2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO28NACO+CO32﹣﹣2e﹣=2CO2稀鹽酸、BaCl2溶液CaCO32NO2+4SO32﹣=N2+4SO42﹣

【解析】本題是化學工藝流程題。以工業(yè)上處理二氧化硫的工藝（鈣基固硫和氨水吸收）為主線生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品，變廢為寶。

(1). 鈣基固硫的反應。因為亞硫酸酸性比碳酸強，所以將向碳酸鈣漿液中通入二氧化硫可以生成亞硫酸鈣和二氧化碳，亞硫酸鈣再被氧氣氧化為硫酸鈣，總反應為：2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2

(2). 反應Ⅲ的化學方程式為：CaSO4+4C = CaS+4CO↑，反應中硫的化合價從+6降到-2，共轉(zhuǎn)移8個電子，所以每生成1molCaS理論上要轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為 8NA 。

(3). 根據(jù)CO的燃燒生成CO2，CO發(fā)發(fā)生了氧化反應，根據(jù)原電池原理，負極上還原劑發(fā)生氧化反應，由于電解質(zhì)為熔融的碳酸鉀，所以由提供氧原子與CO形成CO2分子，CO中C的化合價從+2升高到+4，要失去2個電子，所以電極反應式為：CO+CO32﹣﹣2e﹣=2CO2

(4). 反應Ⅱ得到的產(chǎn)品為亞硫酸銨易被空氣中的氧氣氧化生成硫酸銨，所以要檢驗產(chǎn)品是否變質(zhì)可以檢驗硫酸根離子，實驗室檢驗硫酸根離子的常用試劑為稀鹽酸和BaCl2溶液

(5). 分析上述流程圖可發(fā)現(xiàn)，反應I用到原料中有CaCO3 ，反應IV有副產(chǎn)品CaCO3生成，所以CaCO3可以循環(huán)利用。

(6). 二氧化氮有很強的氧化性，而亞硫酸根有很強的還原性，根據(jù)化合價通常鄰位轉(zhuǎn)化規(guī)律，二氧化氮可以將亞硫酸根氧化為硫酸根，所以離子方程式為：2NO2+4SO32﹣=N2+4SO42﹣