Question

15．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圖：
資料1：垃圾焚燒產生煙氣中含有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，最終轉化為電能；
（2）在上述流程的“吸收”步驟中，石灰漿的作用是2HCl+Ca（OH）₂═CaCl₂+2H₂O；（用其中任1個反應的化學方程式表示）
（3）在上述流程的“溶解”步驟中，發(fā)生反應的化學方程式除Fe₂（SO₄）₃+Fe=3FeSO₄外還有2個反應，其中有單質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）經查閱資料后發(fā)現(xiàn)，硫酸亞鐵在不同溫度下結晶可分別得到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下表所示：（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晶出FeSO₄•4H₂O，應控制的結晶溫度（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，生成產物有三氧化二鐵和其它二種硫的氧化物，試寫出該反應的化學方程式2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑；
（7）請你就揚州市生活垃圾處理提一條建議生活垃圾分類回收等．

Answer 1

分析 （1）發(fā)電廠是利用垃圾焚燒產生的熱能轉變?yōu)殡娔埽?br />（2）根據石灰漿是堿性分析；
（3）化合反應：兩種或兩種以上物質反應后生成一種物質的反應，其特點可總結為“多變一”；
（4）根據制取硫酸亞鐵晶體的基本操作解答；
（5）根據圖表中的信息可以知道當溫度大于64℃時產生了FeSO₄•4H₂O，可以據此解答該題；
（6）根據題給的信息可以判斷無水硫酸亞鐵（FeSO₄）隔絕空氣加強熱，生成產物有三氧化二鐵、二氧化硫和三氧化硫，可以據此寫出該反應的化學方程式．
（7）生活垃圾分類回收等．

解答 解：
（1）發(fā)電廠是利用垃圾焚燒產生的熱能轉變?yōu)殡娔埽?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；反應的化學方程式為：鹽酸和氫氧化鈣反應生成氯化鈣和水，反應的化學方程式為：2HCl+Ca（OH）₂═CaCl₂+2H₂O．：氫氧化鈣和二氧化硫反應生成亞硫酸鈣和水，反應的化學方程式為：SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O．
（3）溶解步驟中，硫酸與鐵反應，生成氫氣，所以產生的H₂的化學方程式為Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑； 
（4）操作②的目的是得到硫酸亞鐵銨晶體，基本操作步驟：加熱濃縮，然后冷卻結晶；再過濾；最后洗滌干燥，得到硫酸亞鐵晶體，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；
（5）根據圖表中的信息可以知道當溫度大于64℃時產生了FeSO₄•4H₂O，所以應該將溫度控制在64℃以下；
（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，生成產物有三氧化二鐵和三氧化硫，在氧化還原反應中，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，所以根據質量守恒定律可以判斷在該反應中還生成了三氧化硫，
所以該反應的化學方程式為：2FeSO₄ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．
（7）請你就成都市生活垃圾處理提一條建議生活垃圾分類回收等．
故答案為：
（1）熱；         
（2）2HCl+Ca（OH）₂═CaCl₂+2H₂O；
（3）Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑； 
（4）保護氣，避免+2價的鐵元素被空氣中的氧氣氧化；
（5）不超過64℃；
（6）2FeSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．
（7）生活垃圾分類回收等．

點評 在解此類題時，應掌握化學方程式的書寫、鹽的化學性質等知識，并學會分析信息、提取信息，并根據所學知識結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．