Question

【化學(xué)——選修2：化學(xué)與技術(shù)】（15分）

下列問題涉及煤在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用：

（1）煤的轉(zhuǎn)化技術(shù)包括煤的氣化技術(shù)和液化技術(shù)。

煤的液化技術(shù)又分為 和

（2）在煤燃燒前需對(duì)煤進(jìn)行脫硫處理。煤的某種脫硫技術(shù)的原理如下圖所示：

 

這種脫硫技術(shù)稱為微生物脫硫技術(shù)。該技術(shù)的第一步反應(yīng)的離子方程式為 ；第二步反應(yīng)的離子方程式為 。

（3）工業(yè)煤干餾得到的產(chǎn)品有焦炭、 、 等。

（4）濕式石灰石—石膏法脫硫工藝是煙氣脫硫技術(shù)中最成熟的一種方法。其工藝流程是：煙氣經(jīng)鍋爐預(yù)熱器出來，進(jìn)入電除塵器除掉大部分粉煤灰煙塵，再經(jīng)過一個(gè)專門的熱交換器，然后進(jìn)入吸收塔，煙氣中的SO2與含有石灰石的漿液進(jìn)行氣液接觸，通入空氣后生成石膏，經(jīng)脫硫的煙氣，應(yīng)用循環(huán)氣體加熱器進(jìn)行再加熱，進(jìn)入煙囪，排入大氣。

①寫出濕法石灰石—石膏法脫硫所涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式：____________________________。

②用石灰石漿液作SO2吸收劑而不用熟石灰吸收SO2的原因是：__________________________

③上述過程中得到的石膏，如果含氯化合物(主要來源于燃料煤)超過 雜質(zhì)極限值，則石膏產(chǎn)品性能變壞。工業(yè)上消除可溶性氯化物的方法是___________________________________。

（5）某化學(xué)興趣小組為了測(cè)定煙氣脫硫所得石膏的組成(CaSO4·xH2O)即測(cè)定x值，做如下實(shí)驗(yàn)：將石膏加熱使之脫水，加熱過程中固體的質(zhì)量與時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。數(shù)據(jù)表明當(dāng)固體的質(zhì)量為2.72g后不再改變。①石膏的化學(xué)式為_______________。②圖像中AB段對(duì)應(yīng)化合物的化學(xué)式為_________________。

 

 

Answer 1

（15分）（1）直接液化技術(shù) （1分） 間接液化技術(shù)（1分）

（2）2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42- （2分）

4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O (2分)

（3）焦?fàn)t煤氣、粗氨水（煤焦油） （2分）

（4）①CaCO3+SO2=CaSO3+CO2 （1分） 2CaSO3+O2=2CaSO4 （1分）

②用石灰石漿液的成本較低（1分） ③用水洗滌（1分）

（5）①CaSO4.2H2O(1分) ②2CaSO4. H2O（2分）

【解析】

試題分析：（1）煤的液化技術(shù)又分為直接液化技術(shù)， 間接液化技術(shù)

（2）FeS2在微生物作用下，與氧氣、水反應(yīng)先生成Fe2+、4SO42-，所以離子方程式為2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42-；后繼續(xù)被氧氣氧化，生成Fe3+，離子方程式為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；

（3）工業(yè)煤干餾得到的產(chǎn)品有焦炭、焦?fàn)t煤氣、粗氨水、煤焦油等；

（4）①濕法石灰石—石膏法脫硫工藝中，碳酸鈣與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣再被氧氣氧化生成石膏，化學(xué)方程式有SO2+CaCO3=CaSO3+CO2，2CaSO3+O2+4H2O=2（CaSO4?2H2O）；

②石灰石漿液可由自然界直接加工得到，價(jià)格低；熟石灰需要用石灰石制��；

③因?yàn)槭强扇苄月然�物，石膏不溶于水，所以可溶性氯化物選擇用水洗的方法，比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠；

（5）①固體質(zhì)量最初是3.44g，變?yōu)?.72g時(shí)，質(zhì)量減少0.72g，之后固體質(zhì)量不再變化，說明原固體中CaSO4的物質(zhì)的量是2.72g/136g/mol=0.02mol，水的物質(zhì)的量是0.72g/18g/mol=0.04mol，所以二者的物質(zhì)的量之比是1:2，則石膏的化學(xué)式為CaSO4?2H2O；

②A點(diǎn)對(duì)應(yīng)固體質(zhì)量是2.90g，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)固體是2.72g，與①的計(jì)算方法相同，說明A固體中CaSO4的物質(zhì)的量是2.72g/136g/mol=0.02mol，水的物質(zhì)的量是（2.90-2.72）g/18g/mol=0.01mol，所以二者的物質(zhì)的量之比是2:1，則石膏的化學(xué)式為2CaSO4?H2O。

考點(diǎn)：考查工業(yè)煤的液化 、干餾、脫硫工藝，物質(zhì)化學(xué)式的計(jì)算，離子方程式的書寫