Question

1．脱硫是防止大气中SO₂污染的主要技术措施．一种脱硫措施是在燃煤中加入一定量的石灰石混烧，最终硫以硫酸钙的形式存在于灰渣中．
（1）若煤中硫含量为3.2%（质量分数），采用质量分数为80%的石灰石处理1000kg这种煤，可生成CaSO₄•2H₂O多少千克？
（2）为保证更好的脱硫，石灰石须过量，常采用钙硫比（n_Ca/n_S）为2.2：1的配比，则此时处理上述煤，需质量分数为80%的石灰石多少千克？

Answer 1

分析 （1）二氧化硫与碳酸钙反应生成亚硫酸钙与二氧化碳，亚硫酸钙在水存在的条件下被氧气氧化生成CaSO₄•2H₂O；根据关系式S～SO₂～CaSO₄•2H₂O来计算；
（2）根据钙元素守恒，求碳酸钙的质量．

解答 解：（1）二氧化硫与碳酸钙反应生成亚硫酸钙与二氧化碳，反应方程式为：SO₂+CaCO₃═CaSO₃+CO₂，亚硫酸钙在水存在的条件下被氧气氧化生成CaSO₄•2H₂O，反应方程式为：2CaSO₃+O₂+4H₂O═2（CaSO₄•2H₂O），总反应为：2CaCO₃+2SO₂+O₂+4H₂O═2（CaSO₄•2H₂O）+2CO₂；
故 S～SO₂ ～CaSO₄•2H₂O
    32 g                 172g
 3.2%×1000kg         m
$\frac{3.2g}{3.2%×1000kg}=\frac{172g}{m}$，解得m=172kg
答：可生成CaSO₄•2H₂O172千克；
（2）n（s）=$\frac{3.2%×1000×1000g}{32g/mol}$=1000mol，因为采用钙硫比（n_Ca/n_S）为2.2：1的配比，故n（Ca）=2200mol，
根据Ca元素守恒即n（CaCO₃）=n（Ca）=2200mol，m（CaCO₃）=n（CaCO₃）M=2200mol×100g/mol=220kg，则m杂（CaCO₃）=$\frac{220kg}{80%}$=275kg．
答：需质量分数为80%的石灰石275kg．

点评 本题考查化学方程式的计算，利用所学知识结合习题中的信息即可解答，数据分析是解答本题的关键，较好的考查学生分析问题、解决问题的能力，题目难度中等．