Question

7．为了减少煤燃烧对大气造成的污染，煤的气化和液化是高效、清洁利用煤炭的重要途径，而减少CO₂气体的排放也是人类面临的重大课题．煤综合利用的一种途径如图1所示：

（1）用图2所示装置定量检测过程①产生的CO₂（已知：煤粉燃烧过程中会产生SO₂）

B中预期的实验现象是品红溶液不变色，D中的试剂是碱石灰．
（2）已知C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₁=+131.3kJ•mol^-1
C（s）+2H₂O（g）═CO₂（g）+2H₂（g）△H₂=+90kJ•mol^-1
则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.3kJ•mol^-1．
（3）用图3装置可以完成⑤的转化，同时提高能量的利用率．其实现的能量转化形式主要是化学能转变成电能，a的电极反应式是CH₃OCH₃-12e^-+3H₂O=2CO₂↑+12H⁺．
（4）燃煤烟气中的CO₂可用稀氨水捕获和吸收，不仅可以减少CO₂的排放，也可以生产化肥碳酸氢铵．假设该方法每小时处理含CO₂的体积分数为11.2%的燃煤烟气1000m³（标准状况），其中CO₂的脱除效率为80%，则理论上每小时生产碳酸氢铵316kg．

Answer 1

分析 （1）根据燃煤烟气的成分为：CO₂、SO₂、CO、H₂O，酸性高锰酸钾能够除去SO₂，CO₂、CO、H₂O不能使品红溶液褪色，浓硫酸可以吸水；根据碱石灰能够吸收CO₂；
（2）根据盖斯定律来解答；
（3）根据原电池将化学能转变成电能；根据负极的电极反应=总反应-正极的电极反应；
（4）根据方程式CO₂+NH₃•H₂O=NH₄HCO₃来计算．

解答 解：（1）燃煤烟气的成分为：CO₂、SO₂、CO、H₂O，酸性高锰酸钾能够除去SO₂，CO₂、CO、H₂O不能使品红溶液褪色，碱石灰能够吸收CO₂；
故答案为：品红溶液不变色；碱石灰；
（2）C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₁=+131.3kJ•mol^-1     ①
     C（s）+2H₂O（g）=CO₂（g）+2H₂（g）△H₂=+90kJ•mol^-1     ②
由盖斯定律②-①得：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.3kJ•mol^-1
故答案为：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.3kJ•mol^-1；
（3）图3装置是原电池，将化学能转变成电能；正极上是氧气发生得电子的还原反应：3O₂+12e-+12H⁺=6H₂O，总反应：CH₃OCH₃+3O₂=2CO₂+3H₂O，负极的电极反应：CH₃OCH₃+3H₂O-12e^-=2CO₂↑+12H⁺，
故答案为：化学能转变成电能；CH₃OCH₃-12e^-+3H₂O=2CO₂↑+12H⁺；
（4）CO₂ +NH₃•H₂O=NH₄HCO₃ 
                            1                    1
   $\frac{1000×1{0}^{3}L×11.2%×80%}{22.4L/mol}$    4000mol
所以NH₄HCO₃ 的质量m=4000mol×79g/mol=316000g=316kg；
故答案为：316．

点评 本题考查的知识点较多，综合性较强，涉及盖斯定律的应用、电极方程式、物质的性质以及化学计算，注意知识的归纳和整理是关键，题目难度中等．