Question

煤是重要的能源，也是生產化工產品的重要原料。試用所學知識，解答下列問題：
（1）煤的轉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）工業煤干餾得到的產品有焦炭、             、              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，經脫硫的煙氣，應用循環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)超過雜質極限值，則石膏產品性能變壞。工業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量與時間的變化關系如圖所示。數據表明當固體的質量為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

（1）直接液化技術    間接液化技術
（2）2FeS₂+7O₂+2H₂O=4H⁺+2Fe²⁺+4SO₄^2-      4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O       
（3）焦爐煤氣、粗氨水（煤焦油）     
（4）①CaCO₃+SO₂=CaSO₃+CO₂      2CaSO₃+O₂=2CaSO₄       
②用石灰石漿液的成本較低    ③用水洗滌
（5）①CaSO₄^．2H₂O    ②2CaSO₄^． H₂O

試題分析：（1）煤的液化技術又分為直接液化技術和間接液化技術兩種類型。（2）由框圖轉化關系結合質量守恒定律可知：在微生物脫硫技術的第一步反應的離子方程式為2FeS₂+7O₂+2H₂O= 4H⁺+2Fe²⁺+ 4SO₄^2-；第二步反應的離子方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O。（3）在工業上煤干餾得到的產品有焦炭、煤焦油、焦爐煤氣、粗氨水等。（4）①濕法石灰石—石膏法脫硫所涉及的化學反應方程式為：CaCO₃+ SO₂CaSO₃+CO₂  2CaSO₃+O₂2CaSO₄。②用石灰石漿液作SO₂吸收劑而不用熟石灰吸收SO₂是因為用石灰石漿液的成本較低，效益高。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)超過雜質極限值，則石膏產品性能變壞。由于CaSO₄微溶于水。而CaCl₂容易溶解于水，所以工業上消除可溶性氯化物的方法是用水洗滌。（5）①n(CaSO₄)=2．72g÷136g/mol=0．02mol; n(H₂O)=(3．44g-2．72g)÷18g/mol=0．04mol． n(CaSO₄): n(H₂O)=1:2．所以石膏的化學式為CaSO₄^．2H₂O。②n(H₂O)=(2．90g-2．72g) ÷18g/mol=0．01mol, n(CaSO₄): n(H₂O)= 0．02mol:0．01mol=2:1,所以圖像中AB段對應化合物的化學式為2CaSO₄^． H₂O。