Question

[化學──選修化學與技術][選做題]

分析下面兩個案例并回答有關問題。

(1)某城鎮生產、生活的分布情況如圖所示，河流中W、X、Y、Z處某次水樣抽測結果如表所示。

①導致X、Y處水樣pH變化的原因可能是                              ；

②Z處魚類大量減少，產生這種現象的原因可能是                        。

(2)某地區已探明蘊藏有豐富的赤鐵礦（主要成分為Fe₂O₃，還含有SiO₂等雜質）、煤 礦、石灰石和黏土。擬在該地區建設大型煉鐵廠。

①隨著鐵礦的開發和煉鐵廠的建立，需要在該地區相應建立焦化廠、發電廠、水泥廠等，形成有規模的工業體系。據此確定上圖中相應工廠的名稱A          、B          、C          、D          ；

②以赤鐵礦為原料，寫出高爐煉鐵中得到生鐵和產生爐渣的化學方程式                               ；

③從“三廢”利用、環境保護等角度考慮，該地區和企業在生產中應采取的一些措施有（舉出2種措施即可）                         。

Answer 1

（1）①造紙廠排放的堿性污水使X處河水pH升高，火力發電廠凈化煙氣的酸性廢水治理未達標就排放，造成Y處等的河水pH降低（或火力發電廠燃煤產生的SO₂會導致酸雨，飄落后使Y處等的河水pH降低）

②化肥廠、農田及生活污水使Z處河水富營養化，水溫較高，適于藻類等水生植物生長，河水中溶解氧被大量消耗，導致魚類死亡

（2）①發電廠     焦化廠    煉鐵廠    水泥廠

②Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂

CaCO₃+SiO₂  CaSiO₃+CO₂↑

③用煉鐵廠的爐渣（或CaSiO₃）作為水泥廠的原料

用發電廠的煤矸石和粉煤灰作為水泥廠的原料

將石灰石煅燒成生石灰，用于吸收發電廠和焦化廠燃煤時產生的SO₂，減少對空氣的污染

建立污水處理系統

解析：（1）根據題干圖表信息及相關工業生產知識，則X處河水pH升高，說明是其上游造紙廠排放的堿性污水所致，而Y處pH下降是由其上游火力發電廠凈化煙氣的酸性廢水治理未達標就排放或者火力發電廠燃煤產生的SO₂導致酸雨，飄落后所致等。Z處的魚類大量減少則是由于其上游的化肥廠、農田及生活污水導致Z處河水富營養化，導致藻類等水生植物大量繁殖或生長，河水中溶解的氧被大量消耗，魚類缺氧而死亡。

（2）結合各種礦產資源的應用及相關工業生產的知識可以進行判斷：煤礦的煤炭資源可用于發電廠和焦化廠，故A為發電廠、B為焦化廠，發電廠可以為其他工廠提供電能。赤鐵礦和石灰石可用于煉鐵廠，焦化廠可為其提供焦炭，故C為煉鐵廠。石灰石、黏土及煤礦、煉鐵廠的廢渣可用于水泥廠生產水泥，故D為水泥廠。

以赤鐵礦為原料，高爐煉鐵的反應原理為：

Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂

CaCO₃+SiO₂CaSiO₃+CO₂↑

從“三廢”利用、環境保護等角度考慮，該地區和企業在生產中應注意“變廢為寶”和保護環境，如：用煉鐵廠的爐渣或CaSiO₃作為水泥廠的原料等；將石灰石煅燒成生石灰，用于吸收發電廠和焦化廠燃煤時產生的SO₂，減少對空氣的污染等。