Question

10．如图是某企业设计的硫酸-磷肥-水泥联产、海水-淡水多用、盐-热-电联产的三大生态产业链流程图．

根据上述产业流程回答下列问题：
（1）该流程①、②、③、④、⑤为能量或物质的输送，请分别写出③、④输送的主要物质的化学式或能量形式：③热能   ④SO₂．
（2）沸腾炉发生反应的化学方程式：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂．磷肥厂的主要产品是普钙（磷酸二氢钙和硫酸钙），写出由磷矿石和硫酸反应制普钙得化学方程式Ca₃（PO₄）₂+7H₂SO₄=3Ca（H₂PO₄）₂+7CaSO₄+2HF．
（3）在接触室中设置热交换器的目的是能量循环利用、提高SO₂转化率，从而充分利用能源．
（4）热电厂的冷却水是海水，该流程中浓缩盐水除提取盐以外还可提取的物质有镁或溴（写出一种即可）．
（5）根据现代化工厂设计理念请提出高炉炼铁厂废气、废渣及多余热能利用的设想：废气（主要是高炉煤气）经除尘后可作为燃料；废渣（主要成分是硅酸钙等），可用作水泥生产原料；废渣（主要成分是硅酸钙等），可用作矿渣磷肥的生产原料（写出一点即可）（写出一点即可）．

Answer 1

分析 硫铁矿含有FeS₂，在沸腾炉中充分反应可生成Fe₂O₃、SO₂，反应放出的热量可用于发电，生成的Fe₂O₃可用于冶炼铁，二氧化硫可用于生产水泥，二氧化硫可在接触室生成三氧化硫，在吸收塔生成硫酸，加入Ca₅（PO₄）₃F，可生成Ca（H₂PO₄）₂、CaSO₄，可用作磷肥，
（1）根据流程图中工业生产的原料，及发生的反应中的能量转化分析；
（2）沸腾炉中FeS₂与氧气反应生成氧化铁和二氧化硫；磷矿石和硫酸反应生成Ca（H₂PO₄）₂、CaSO₄；
（3）反应是放热反应，热交换器可以利用放出的热量预热参加反应的二氧化硫和氧气，从而实现能量循环利用；
（4）沿海地区有丰富的海水资源；海水中含有丰富的Mg元素、溴元素等
（5）根据工厂的废气、废渣的成分分析．

解答 解：硫铁矿含有FeS₂，在沸腾炉中充分反应可生成Fe₂O₃、SO₂，反应放出的热量可用于发电，生成的Fe₂O₃可用于冶炼铁，二氧化硫可用于生产水泥，二氧化硫可在接触室生成三氧化硫，在吸收塔生成硫酸，加入Ca₅（PO₄）₃F，可生成Ca（H₂PO₄）₂、CaSO₄，可用作磷肥，
（1）①中冶炼钢铁的原料是Fe₂O₃，②中热电厂中向外提供的能量为电能，③沸腾炉中FeS₂与氧气反应放出大量的热，④制硫酸时接触室中二氧化硫被氧化，⑤硫酸工业中生成的硫酸，可用于制磷肥，
故答案为：热能；SO₂ ；
（2）沸腾炉中FeS₂和氧气反应产生二氧化硫和氧化铁，反应的方程式为：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂；普钙是磷酸二氢钙和硫酸钙，用硫酸与磷酸钙反应生成硫酸钙和磷酸二氢钙的化学方程式为：Ca₃（PO₄）₂+7H₂SO₄=3Ca（H₂PO₄）₂+7CaSO₄+2HF，
故答案为：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂；Ca₃（PO₄）₂+7H₂SO₄=3Ca（H₂PO₄）₂+7CaSO₄+2HF；
（3）反应2SO₂+O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$2SO₃是放热反应，热交换器可以利用放出的热量预热参加反应的二氧化硫和氧气，实现了能量的循环利用，
故答案为：能量循环利用；
（4）沿海地区有丰富的海水资源；海水中含有丰富的Mg元素、溴元素等可以制取Mg或溴，
故答案为：海水；镁或溴；
（5）根据工厂的废气、废渣的成分可知，废气（主要是高炉煤气）经除尘后可作为热风炉、加热炉和锅炉等燃料；废渣（主要成分是硅酸钙等），可用作水泥生产原料、作矿渣磷肥的生产原料，
故答案为：废气（主要是高炉煤气）经除尘后可作为热风炉、加热炉和锅炉等燃料；废渣（主要成分是硅酸钙等），可用作水泥生产原料；废渣（主要成分是硅酸钙等），可用作矿渣磷肥的生产原料．

点评 本题考查化学技术，涉及制工业炼铁、工业制备硫酸、水泥生产、磷肥工业、海水资源的综合利用等知识，根据工艺流程明确实验目的为解答关键，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．