Question

利用天然氣合成氨的工藝流程示意圖如下：

依據(jù)上述流程，完成下列填空：
（1）圖中CH₄的第一次轉(zhuǎn)化過程中的化學(xué)方程式是______．
（2）脫硫過程中，若有n mol Fe₂O₃?H₂O轉(zhuǎn)化，則生成S的物質(zhì)的量為______mol（用含n的代數(shù)式表示）．
（3）整個流程有三個循環(huán)：一是K₂CO₃（aq）循環(huán)，二是N₂和H₂循環(huán)，第三個循環(huán)中被循環(huán)物質(zhì)是______．
（4）改用過量NaOH溶液吸收天然氣中的硫化氫，以石墨作電極電解吸收后所得溶液可回收硫，其電解總反應(yīng)方程式（忽略氧氣的氧化還原）為______，該方法的優(yōu)點是______．

Answer 1

解：（1）CH₄的第一次轉(zhuǎn)化過程中生成了CO和H₂，方程式為：CH₄+H₂O?CO+3H₂；
（2）由H₂S能與Fe₂O₃?H₂O反應(yīng)：3H₂S+Fe₂O₃?H₂O=2FeS+S+4H₂O可知，有nmolFe₂O₃?H₂O轉(zhuǎn)化，生成S的物質(zhì)的量為nmol，
故答案為：n；
（3）由工藝流程示意圖可知第三個循環(huán)中被循環(huán)物質(zhì)是Fe₂O₃?H₂O循環(huán)；
故答案為：Fe₂O₃?H₂O；
（4）NaOH溶液吸收天然氣中的硫化氫生成Na₂S，電解時陽極硫離子放電生成單質(zhì)硫，陰極氫離子放電生成氫氣，電解總反應(yīng)方程式為：Na₂S+2H₂O2NaOH+S+H₂↑，該方法NaOH可以循環(huán)利用，同時獲得副產(chǎn)品氫氣；
故答案為：Na₂S+2H₂O2NaOH+S+H₂↑，該方法NaOH可以循環(huán)利用，同時獲得副產(chǎn)品氫氣；
分析：（1）根據(jù)工藝流程示意圖可知CH₄的第一次轉(zhuǎn)化過程中生成了CO和H₂；
（2）根據(jù)H₂S能與Fe₂O₃?H₂O反應(yīng)：3H₂S+Fe₂O₃?H₂O=2FeS+S+4H₂O來計算；
（3）根據(jù)生產(chǎn)流程圖中所涉及的物質(zhì)的來源和去向回答；
（4）根據(jù)NaOH溶液吸收天然氣中的硫化氫生成Na₂S，電解時陽極硫離子放電生成單質(zhì)硫，陰極氫離子放電生成氫氣；該方法NaOH可以循環(huán)利用，同時獲得副產(chǎn)品氫氣；
點評：本題是一道化學(xué)和工業(yè)生成相結(jié)合的題目，涉及到氧化還原反應(yīng)、方程式的書寫、電解原理，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，難度中等．