Question

【題目】新能源頁巖氣，正在沖擊傳統能源體系。據報道，我國頁巖氣儲量排名世界第一，合理開采將有利于改善我國的能源結構，川南頁巖氣田分布在瀘州等地。頁巖氣是藏身于地下3000多米的頁巖層裂縫中的天然氣，在此高壓環境中，還有部分溶解于裂縫中存在的少量石油里。目前，開采頁巖氣時從地表鉆井到頁巖層，向地下壓入大量水和沙，使頁巖氣所在的地層產生縫隙，因壓強降低，頁巖氣將從其藏匿處逸岀。這些水和沙將被抽回地面，形成返排液。

回答下列問題：

（1）頁巖氣中主要成分的化學式是_____，溶解在石油中的頁巖氣逸出的原因_____。

（2）頁巖氣中還可能含有乙烷（C2H6），寫出乙烷完全燃燒的化學方程式_____。

（3）返排液是油、水溶液和沙組成的混合物。從返排液中分離出沙的實驗操作名稱是____；下表是某返排液中水溶液的主要成分及其含量，質量分數最高的金屬離子是____，這些離子的含量遠高于自然水。

離子	K+	Ca2+	Mg2+	HCO	Cl-
含量（mg/L）	310	491	129	470	26.1

（4）結合上文分析簡答：開采時可能產生的主要環保問題是___（寫一點），你的解決建議是_____。

Answer 1

【答案】CH4 是壓強降低，氣體溶解度隨壓強減小而減小 過濾 Ca2+ 水體污染 對返排液集中凈化處理

【解析】

(1)頁巖氣是藏身于地下3000多米的頁巖層裂縫中的天然氣，天然氣的主要成分是甲烷，故填寫：CH4；

根據氣體溶解度影響因素：溫度相同時，氣體壓強越大，溶解度越大可知，溶解在石油中的頁巖氣逸出的原因是壓強降低，氣體溶解度隨壓強減小而減小，故填寫：是壓強降低，氣體溶解度隨壓強減小而減小；

(2)乙烷（C2H6）是由碳元素和氫元素組成，根據質量守恒定律的實質可知，乙烷完全燃燒生成二氧化碳和水，故填寫：；

(3)返排液是油、水溶液和沙組成的混合物，油、水是液體，沙為固體，從返排液中分離出沙，可以采用固液分離技術，即用過濾進行分離，故填寫：過濾；

由表可知，返排液中Ca2+(491mg/L)的含量最高，表中溶液為同一溶液，溶液質量相等，體積相等，根據溶液中溶質質量分數等于溶質的質量與溶液質量之比可知， 溶液中鈣離子的質量最大，質量分數最高，故填寫：Ca2+；

(4)由題干可知，返排液中含有石油，直接排放，會造成水體污染，故填寫：水體污染；

為了避免水體污染，排放前應對返排液集中凈化處理，故填寫：對返排液集中凈化處理。