Question

12．直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，最终生成硫酸钙．硫酸钙可参与下图所示的几个工厂利用废气，废渣（液）联合生产化肥硫酸铵的工艺．

请回答下列问题：
（1）煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有ABC．（填写字母编号）
A．温室效应B．酸雨C．粉尘污染D．水体富营养化
（2）在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间二氧化碳，以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH值，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙．
①二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为Ca（ HCO₃）₂．
②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为：Ca（ HSO₃）₂+O₂=CaSO₄+H₂SO₄．
（3）工艺操作①、②分别为将空气液化后蒸馏分离出氧气，获得氮气、过滤．
（4）工业合成氨的原料氢气来源是水和碳氢化合物，请写出以天然气为原料制取氢气的化学方程式：CH₄+H₂O$\frac{\underline{催化剂}}{△}$CO+3H₂．
（5）写出生成“产品”的离子方程式：CO₂+2NH₃+CaSO₄+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄．
（6）副产品的化学式为CaO．该联合生产工艺中可以循环使用的物质是CO₂．

Answer 1

分析 （1）煤燃烧产生的烟气中含有二氧化硫、二氧化碳以及粉尘等，都可导致环境污染；
（2）CO₂与CaCO₃反应生成易溶的Ca（HCO₃）₂，亚硫酸氢钙具有还原性，可被氧化为硫酸钙；
（3）工艺操作①是从空气中分离出氮气，②操作是分离固液混合物；
（4）甲烷与水蒸气在高温、催化剂下反应生成氢气和CO；
（5）硫酸钙可与燃煤产生的CO₂在一定条件下与NH₃生成硫酸铵和碳酸钙；
（6）生成的碳酸钙在煅烧炉中分解为CaO和二氧化碳，二氧化碳再通入沉淀池循环利用．

解答 解：（1）煤燃烧的产物中有CO₂、烟尘以及SO₂，分别导致温室效应、粉尘污染和酸雨，没有营养元素排入水中，不会引起水体富营养化；
故答案为：ABC；
（2）①CO₂与CaCO₃反应生成易溶的Ca（HCO₃）₂；
故答案为：Ca（ HCO₃）₂；
②亚硫酸氢钙具有还原性，可被氧化为硫酸钙，方程式为：Ca（ HSO₃）₂+O₂=CaSO₄+H₂SO₄；
故答案为：Ca（ HSO₃）₂+O₂=CaSO₄+H₂SO₄；
（3）工艺操作①是从空气中分离出氮气，将空气液化后蒸馏分离出氧气，获得氮气；硫酸钙可与燃煤产生的CO₂在一定条件下与NH₃生成硫酸铵和碳酸钙，碳酸钙不溶于水，分离不溶性固体和溶液的方法是过滤；
故答案为：将空气液化后蒸馏分离出氧气，获得氮气；过滤；
（4）甲烷与水蒸气在加热、催化剂下反应生成氢气和CO，化学方程式为CH₄+H₂O$\frac{\underline{催化剂}}{△}$CO+3H₂，
故答案为：CH₄+H₂O$\frac{\underline{催化剂}}{△}$CO+3H₂；
（5）硫酸钙可与燃煤产生的CO₂在一定条件下与NH₃生成硫酸铵和碳酸钙，化学方程式为CO₂+2NH₃+CaSO₄+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄，
故答案为：CO₂+2NH₃+CaSO₄+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄；
（6）硫酸钙可与燃煤产生的CO₂在一定条件下与NH₃生成硫酸铵和碳酸钙，生成的碳酸钙在煅烧炉中分解为CaO和二氧化碳，所以碳酸钙煅烧的副产物是CaO，另一种分解产物是二氧化碳，二氧化碳再通入沉淀池循环利用；
故答案为：CaO；CO₂．

点评 本题考查三废处理及环境保护、元素化合物的性质、物质的分离提纯，把握物质的性质、环境保护及化学反应的应用等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度中等．