Question

能源“非石油化”是战略目标，发展以CH₄、CO₂等为原料的“C₁化学”成为当今化工生产的必然趋势．通常天然气中含有H₂S等有毒气体，下图为天然气合成氨的工艺流程．
（1）合成氨的原料之一为氮气，该流程中为合成氨提供氮气的物质是______．
（2）①处加入Fe₂O₃•H₂O的目的是______．
（3）②处CH₄与H₂O（气）反应生成CO₂、H₂，反应的化学方程式是______．
（4）③处一般加入K₂CO₃溶液以吸收CO₂，K₂CO₃溶液与CO₂反应生成碳酸氢钾（KHCO₃），该反应的化学方程式是______．试用化学符号表示2个碳酸氢根离子______．
（5）该流程中参与循环的物质是______．

Answer

（1）空气是一种宝贵的资源，空气中有大量的氮气和氧气等；
（2）天然气中含有H2S气体是有毒的气体，通过加入Fe2O3•H2O生成硫化亚铁除去；
（3）CH4与H2O（气）反应生成CO2、H2，由反应物和生成物，写出反应的方程式；
（4）K2CO3溶液与CO2反应生成碳酸氢钾（KHCO3），由反应物和生成物，写出反应的方程式；2个碳酸氢根离子的化学符号，在碳酸氢根离子的符号前边加计量数2；
（5）在该流程中加入了Fe2O3•H2O，最后又生成了Fe2O3•H2O，所以Fe2O3•H2O参与循环．
解（1）空气是一种宝贵的资源，空气中有大量的氮气，所以该流程中为合成氨提供氮气的物质是空气；
（2）天然气中含有H2S气体是有毒的气体，不能排放到大气中，通过加入Fe2O3•H2O生成硫化亚铁除去；
（3）CH4与H2O（气）反应生成CO2、H2，根据质量守恒定律，反应的方程式是：CH4+2H2O=CO2+4H2；
（4）K2CO3溶液与CO2反应生成碳酸氢钾（KHCO3），根据质量守恒定律，反应的方程式是：K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3；2个碳酸氢根离子的化学符号是2HCO3-；
（5）在该流程中加入了Fe2O3•H2O，最后又生成了Fe2O3•H2O，所以，该流程中参与循环的物质是Fe2O3•H2O．
故答为：（1）空气，
（2）除去H2S，
（3）CH4+2H2O=CO2+4H2，
（4）K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3，
（5）Fe2O3•H2O．