Question

9．城市生活垃圾的處理是世界性難題，某垃圾處理廠對生活垃圾進行處理與綜合利用的部分流程如下：

資料1：垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣中含有SO₂、HCl等有害氣體．
資料2：+2價的鐵元素容易被空氣中的氧氣氧化．
回答下列問題：（1）焚燒垃圾發(fā)電廠是將垃圾焚燒后獲得的熱能，最終轉(zhuǎn)化為電能；
（2）在上述流程的“吸收”步驟中，石灰漿的作用是Ca（OH）₂+SO₂=CaSO₃+H₂O（或Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+H₂O）；（用其中任1個反應(yīng)的化學方程式表示）
（3）在上述流程的“溶解”步驟中，發(fā)生反應(yīng)的化學方程式除Fe₂（SO₄）₃+Fe=3FeSO₄外還有2個反應(yīng)，其中有單質(zhì)生成的化學方程式是Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（4）將所得硫酸亞鐵溶液在氮氣環(huán)境中加熱蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，得到硫酸亞鐵晶體，其中氮氣的作用是保護氣，避免+2價的鐵元素被空氣中的氧氣氧化 ；
（5）經(jīng)查閱資料后發(fā)現(xiàn)，硫酸亞鐵在不同溫度下結(jié)晶可分別得到FeSO₄•7H₂O、FeSO₄•4H₂O和FeSO₄•H₂O．硫酸亞鐵在不同溫度下的溶解度和該溫度下析出晶體的組成如表所示：
（僅在56.7℃或64℃溫度下可同時析出兩種晶體）．

溫度/℃	0	10	30	50	56.7	60	64	70	80	90
溶解度/g	14.0	17.0	25.0	33.0	35.2	35.3	35.6	33.0	30.5	27.0
析出晶體	FeSO4•7H2O				FeSO4•4H2O			FeSO4•H2O

若需從硫酸亞鐵溶液中結(jié)晶出FeSO₄•4H₂O，應(yīng)控制的結(jié)晶溫度（t）的范圍為不超過64℃；
（6）將無水硫酸亞鐵（FeSO₄）隔絕空氣加強熱，生成產(chǎn)物有三氧化二鐵和其它二種硫的氧化物，試寫出該反應(yīng)的化學方程式2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．

Answer 1

分析 （1）發(fā)電廠是利用垃圾焚燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?br />（2）根據(jù)石灰漿是堿性分析；
（3）根據(jù)溶解過程中發(fā)生的化學反應(yīng)來分析；
（4）根據(jù)氮氣的化學性質(zhì)來分析；
（5）根據(jù)圖表中的信息可以知道當溫度大于64℃時產(chǎn)生了FeSO₄•4H₂O，可以據(jù)此解答該題；
（6）根據(jù)題給的信息可以判斷無水硫酸亞鐵（FeSO₄）隔絕空氣加強熱，生成產(chǎn)物有三氧化二鐵、二氧化硫和三氧化硫，可以據(jù)此寫出該反應(yīng)的化學方程式．

解答 解：（1）發(fā)電廠是利用垃圾焚燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽还侍睿簾幔?br />（2）石灰漿顯堿性，能夠吸收酸性氣體，所以吸收步驟中，石灰漿的作用是除去煙氣中含有的SO₂、HCl；故填：Ca（OH）₂+SO₂=CaSO₃+H₂O（或Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+H₂O）；
（3）溶解步驟中，硫酸與鐵反應(yīng)，生成氫氣，所以產(chǎn)生的H₂的化學方程式為Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑； 故填：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（4）氮氣的化學性質(zhì)穩(wěn)定，其中氮氣的作用是作保護氣，避免+2價的鐵元素被空氣中的氧氣氧化；故填：保護氣，避免+2價的鐵元素被空氣中的氧氣氧化；
（5）根據(jù)圖表中的信息可以知道當溫度大于64℃時產(chǎn)生了FeSO₄•4H₂O，所以應(yīng)該將溫度控制在64℃以下；故填：不超過64℃；
（6）通過題給的信息可以判斷無水硫酸亞鐵（FeSO₄）隔絕空氣加強熱，生成產(chǎn)物有三氧化二鐵和三氧化硫，在氧化還原反應(yīng)中，若有元素的化合價升高，必有元素的化合價降低，且元素化合價升降總數(shù)相等，所以結(jié)合元素化合價的變化可以知道，鐵元素的化合價由+2變成了+3價，所以反應(yīng)中有二氧化硫生成，硫元素的化合價由+6降低到+4，所以根據(jù)質(zhì)量守恒定律可以判斷在該反應(yīng)中還生成了三氧化硫，所以該反應(yīng)的化學方程式為：2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．故填：2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．

點評 在解此類題時，應(yīng)掌握化學方程式的書寫、鹽的化學性質(zhì)等知識，并學會分析信息、提取信息，并根據(jù)所學知識結(jié)合所給信息進行解答．此題涉及的知識點較多，有一定的難度，需要同學們能夠掌握全面的知識．