Question

15．能源“非石油化”是战略目标，发展以CH₄、CO₂等原料的“C₁化学”成为当今化工生产的必然趋势．通常天然气中含有H₂S等有毒气体，如图为天然气合成氨（NH₃）的工艺流程：

（1）合成氨的原料之一为氮气，该流程中为合成氨提供氮气的物质是空气．
（2）①处加入Fe₂O₃•H₂O的目的是除去硫化氢（H₂S）．
（3）②处CH₄与H₂O（气）反应生成CO₂、H₂，反应的化学方程式是（反应条件略去）CH₄+2H₂O_（气）=CO₂+4H₂．
（4）③处一般加入K₂CO₃溶液以吸收CO₂，K₂CO₃溶液与CO₂反应生成碳酸氢钾（KHCO₃），该反应的化学方程式是K₂CO₃+CO₂+H₂O=2KHCO₃．

Answer 1

分析 （1）根据空气中含有氮气考虑；
（2）根据Fe₂O₃•H₂O与H₂S反应生成FeS、S、H₂O而除去H₂S；且Fe₂O₃•H₂O被循环使用；
（3）根据甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气进行分析；
（4）根据碳酸钾、水和二氧化碳反应生成碳酸氢钾进行分析．

解答 解：（1）所给的原料中含有空气，空气中含有很多氮气，所以该流程中为合成氨提供氮气的物质是空气；
（2）Fe₂O₃•H₂O与H₂S反应生成FeS、S、H₂O，所以使用Fe₂O₃•H₂O的目的是除去H₂S；且Fe₂O₃•H₂O被循环使用；
（3）甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气，化学方程式为：CH₄+2H₂O_（气）=CO₂+4H₂；
（4）碳酸钾、水和二氧化碳反应生成碳酸氢钾，化学方程式为：K₂CO₃+CO₂+H₂O=2KHCO₃．
故答案为：（1）空气；
（2）除去硫化氢（H₂S）；
（3）CH₄+2H₂O_（气）=CO₂+4H₂；
（4）K₂CO₃+CO₂+H₂O=2KHCO₃．

点评 本题考查化石燃料及其综合利用．天然气中常含有H₂S等有毒气体，可以合成氨变害为利．