Question

【化學(xué)——選修2：化學(xué)與技術(shù)】（15分）
下列問題涉及煤在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用：
（1）煤的轉(zhuǎn)化技術(shù)包括煤的氣化技術(shù)和液化技術(shù)。
煤的液化技術(shù)又分為          和               
（2）在煤燃燒前需對煤進行脫硫處理。煤的某種脫硫技術(shù)的原理如下圖所示：

這種脫硫技術(shù)稱為微生物脫硫技術(shù)。該技術(shù)的第一步反應(yīng)的離子方程式為                   ；第二步反應(yīng)的離子方程式為               。
（3）工業(yè)煤干餾得到的產(chǎn)品有焦炭、             、              等。
（4）濕式石灰石—石膏法脫硫工藝是煙氣脫硫技術(shù)中最成熟的一種方法。其工藝流程是：煙氣經(jīng)鍋爐預(yù)熱器出來，進入電除塵器除掉大部分粉煤灰煙塵，再經(jīng)過一個專門的熱交換器，然后進入吸收塔，煙氣中的SO₂與含有石灰石的漿液進行氣液接觸，通入空氣后生成石膏，經(jīng)脫硫的煙氣，應(yīng)用循環(huán)氣體加熱器進行再加熱，進入煙囪，排入大氣。
①寫出濕法石灰石—石膏法脫硫所涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式：____________________________。
②用石灰石漿液作SO₂吸收劑而不用熟石灰吸收SO₂的原因是：__________________________
③上述過程中得到的石膏，如果含氯化合物(主要來源于燃料煤)超過 雜質(zhì)極限值，則石膏產(chǎn)品性能變壞。工業(yè)上消除可溶性氯化物的方法是___________________________________。
（5）某化學(xué)興趣小組為了測定煙氣脫硫所得石膏的組成(CaSO₄·xH₂O)即測定x值，做如下實驗：將石膏加熱使之脫水，加熱過程中固體的質(zhì)量與時間的變化關(guān)系如圖所示。數(shù)據(jù)表明當(dāng)固體的質(zhì)量為2.72g后不再改變。①石膏的化學(xué)式為_______________。②圖像中AB段對應(yīng)化合物的化學(xué)式為_________________。

Answer 1

（15分）（1）直接液化技術(shù) （1分）    間接液化技術(shù)（1分）
（2）2FeS₂+7O₂+2H₂O=4H⁺+2Fe²⁺+4SO₄^2-（2分）
4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O         (2分)
（3）焦?fàn)t煤氣、粗氨水（煤焦油）     （2分）
（4）①CaCO₃+SO₂=CaSO₃+CO₂ （1分）     2CaSO₃+O₂=2CaSO₄ （1分）
②用石灰石漿液的成本較低（1分）     ③用水洗滌（1分）
（5）①CaSO₄^.2H₂O(1分)    ②2CaSO₄^. H₂O（2分）

試題分析：（1）煤的液化技術(shù)又分為直接液化技術(shù)， 間接液化技術(shù)
（2）FeS₂在微生物作用下，與氧氣、水反應(yīng)先生成Fe²⁺、4SO₄^2-，所以離子方程式為2FeS₂+7O₂+2H₂O=4H⁺+2Fe²⁺+4SO₄^2-；后繼續(xù)被氧氣氧化，生成Fe³⁺，離子方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；
（3）工業(yè)煤干餾得到的產(chǎn)品有焦炭、焦?fàn)t煤氣、粗氨水、煤焦油等；
（4）①濕法石灰石—石膏法脫硫工藝中，碳酸鈣與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣再被氧氣氧化生成石膏，化學(xué)方程式有SO₂+CaCO₃=CaSO₃+CO₂，2CaSO₃+O₂+4H₂O=2（CaSO₄?2H₂O）；
②石灰石漿液可由自然界直接加工得到，價格低；熟石灰需要用石灰石制取；
③因為是可溶性氯化物，石膏不溶于水，所以可溶性氯化物選擇用水洗的方法，比較經(jīng)濟實惠；
（5）①固體質(zhì)量最初是3.44g，變?yōu)?.72g時，質(zhì)量減少0.72g，之后固體質(zhì)量不再變化，說明原固體中CaSO₄的物質(zhì)的量是2.72g/136g/mol=0.02mol，水的物質(zhì)的量是0.72g/18g/mol=0.04mol，所以二者的物質(zhì)的量之比是1:2，則石膏的化學(xué)式為CaSO₄?2H₂O；
②A點對應(yīng)固體質(zhì)量是2.90g，B點對應(yīng)固體是2.72g，與①的計算方法相同，說明A固體中CaSO₄的物質(zhì)的量是2.72g/136g/mol=0.02mol，水的物質(zhì)的量是（2.90-2.72）g/18g/mol=0.01mol，所以二者的物質(zhì)的量之比是2:1，則石膏的化學(xué)式為2CaSO₄?H₂O。