Question

11．我國(guó)的能源主要來源于燃煤，煤燃燒產(chǎn)生的煙氣直接排放會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問題．將煙氣通過石灰石漿液的脫硫裝置可以除去85%～90%的SO₂，且最終會(huì)生成硫酸鈣，將硫酸鈣與甲烷通過循環(huán)燃燒裝置的燃料反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，生產(chǎn)出幾乎不含雜質(zhì)的二氧化碳，減少碳排放，其裝置如圖所示．
（1）煤燃燒產(chǎn)生的煙氣直接排放到空氣中，引發(fā)的主要環(huán)境問題有BC．（填寫字母編號(hào)） 
A．光化學(xué)煙霧  B．酸雨  C．粉塵污染 D．水體富營(yíng)養(yǎng)化
（2）石灰石漿液在進(jìn)入脫硫裝置前，需通入一段時(shí)間二氧化碳，其目的是增大溶液中鈣離子濃度，提高脫硫效率；脫硫時(shí)控制漿液的pH值，此時(shí)漿液含有的亞硫酸氫鈣可以被足量氧氣快速氧化生成硫酸鈣的化學(xué)方程式為Ca（HSO₃）₂+O₂=CaSO₄+H₂SO₄．
（3）下列措施中，有利于降低大氣中CO₂濃度的是BC（填字母）．
A．增加化石燃料的使用           B．植樹造林，增大植被面積
C．采用節(jié)能技術(shù)                D．大力發(fā)展火力發(fā)電
（4）將上述回收的CO₂轉(zhuǎn)化成有機(jī)物可有效實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)．等物質(zhì)的量的CO₂和CH₄在催化劑和加熱的條件下恰好發(fā)生化合反應(yīng)生成一種常見有機(jī)物，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：CO₂+CH₄$\stackrel{催化劑}{→}$CH₃COOH，上述反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)是原子利用率高，無副產(chǎn)物產(chǎn)生．
（5）已知某煙氣中SO₂的濃度為3.2×10^-2g•L^-1，若將處理1m³該煙氣得到的CaSO₄加入燃料反應(yīng)器中與甲烷充分反應(yīng)，消耗甲烷7g，則該煙氣中SO₂的去除率為87.5%（假設(shè)脫硫得到的含硫化合物為CaSO₄）．

Answer 1

分析 （1）煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含有大量的灰塵和二氧化硫氣體；
（2）氫氧化鈣微溶于水，通入過量二氧化碳，可生成碳酸氫鈣，溶液鈣離子濃度增大；亞硫酸氫鈣與氧氣反應(yīng)生成硫酸鈣和硫酸；
（3）降低大氣中CO₂濃度，應(yīng)減少含碳燃料的使用；
（4）等物質(zhì)的量的CO₂和CH₄在催化劑和加熱的條件下恰好發(fā)生化合反應(yīng)生成一種常見有機(jī)物，結(jié)合質(zhì)量守恒可判斷生成醋酸；
（5）CaSO₄加入燃料反應(yīng)器中與甲烷充分反應(yīng)，發(fā)生CaSO₄+CH₄=CaS+CO₂+2H₂O，結(jié)合方程式計(jì)算．

解答 解：（1）煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含有大量的灰塵和二氧化硫氣體，可引起酸雨和粉塵污染，故答案為：BC；
（2）氫氧化鈣微溶于水，通入過量二氧化碳，可生成碳酸氫鈣，溶液鈣離子濃度增大，提高脫硫效率，亞硫酸氫鈣與氧氣反應(yīng)生成硫酸鈣和硫酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca（ HSO₃）₂+O₂=CaSO₄+H₂SO₄，
故答案為：增大溶液中鈣離子濃度，提高脫硫效率；Ca（ HSO₃）₂+O₂=CaSO₄+H₂SO₄；
（3）降低大氣中CO₂濃度，應(yīng)減少含碳燃料的使用，植樹造林，增大植被面積，通過光合作用也可，故答案為：BC；
（4）等物質(zhì)的量的CO₂和CH₄在催化劑和加熱的條件下恰好發(fā)生化合反應(yīng)生成一種常見有機(jī)物為乙酸，反應(yīng)為CO₂+CH₄$\stackrel{催化劑}{→}$CH₃COOH，該反應(yīng)優(yōu)點(diǎn)為原子利用率高，無副產(chǎn)物產(chǎn)生，
故答案為：CO₂+CH₄$\stackrel{催化劑}{→}$CH₃COOH；原子利用率高，無副產(chǎn)物產(chǎn)生；
（5）CaSO₄加入燃料反應(yīng)器中與甲烷充分反應(yīng)，發(fā)生CaSO₄+CH₄=CaS+CO₂+2H₂O，由方程式可知消耗甲烷與硫酸鈣物質(zhì)的量相等，則處理1m³該煙氣得到的CaSO₄加入燃料反應(yīng)器中與甲烷充分反應(yīng)，消耗甲烷7g，消耗的二氧化硫?yàn)?\frac{\frac{7g}{16g/mol}}{1000L}$×64g/mol=2.8×10^-2g/L，該煙氣中SO₂的去除率為$\frac{2.8×1{0}^{-2}}{3.2×1{0}^{-2}}$×100%=87.5%，
故答案為：87.5%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查三廢處理及環(huán)境保護(hù)，為高頻考點(diǎn)，把握物質(zhì)的性質(zhì)、環(huán)境保護(hù)及化學(xué)反應(yīng)的應(yīng)用等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，題目難度不大．