Question

【化學——選修2：化學與技術】（15分）

下列問題涉及煤在化工生產(chǎn)中的應用：

（1）煤的轉(zhuǎn)化技術包括煤的氣化技術和液化技術。

煤的液化技術又分為 和

（2）在煤燃燒前需對煤進行脫硫處理。煤的某種脫硫技術的原理如下圖所示：

 

這種脫硫技術稱為微生物脫硫技術。該技術的第一步反應的離子方程式為 ；第二步反應的離子方程式為 。

（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中最成熟的一種方法。其工藝流程是：煙氣經(jīng)鍋爐預熱器出來，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反應方程式：____________________________。

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)量與時間的變化關系如圖所示。數(shù)據(jù)表明當固體的質(zhì)量為2.72g后不再改變。①石膏的化學式為_______________。②圖像中AB段對應化合物的化學式為_________________。

 

 

Answer 1

（15分）（1）直接液化技術 （1分） 間接液化技術（1分）

（2）2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42- （2分）

4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O (2分)

（3）焦爐煤氣、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）

【解析】

試題分析：（1）煤的液化技術又分為直接液化技術， 間接液化技術

（2）FeS2在微生物作用下，與氧氣、水反應先生成Fe2+、4SO42-，所以離子方程式為2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42-；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、焦爐煤氣、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生成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣再被氧氣氧化生成石膏，化學方程式有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，則石膏的化學式為CaSO4?2H2O；

②A點對應固體質(zhì)量是2.90g，B點對應固體是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，則石膏的化學式為2CaSO4?H2O。

考點：考查工業(yè)煤的液化 、干餾、脫硫工藝，物質(zhì)化學式的計算，離子方程式的書寫