Question

【化学——选修2：化学与技术】（15分）

煤是重要的能源，也是生产化工产品的重要原料。试用所学知识，解答下列问题：

（1）煤的转化技术通常包括煤的气化技术和液化技术。其中煤的液化技术又可以分为_____和______；

（2）在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理。煤的某种脱硫技术的原理如下图所示：

这种脱硫技术称为微生物脱硫技术。该技术的第一步反应的离子方程式为___________；第二步反应的离子方程式为____________。

（3）工业煤干馏得到的产品有焦炭、___________、___________等。

（4）湿式石灰石—石膏法脱硫工艺是烟气脱硫技术中最成熟的一种方法。其工艺流程是：烟气经锅炉预热器出来，进入电除尘器除掉大部分粉煤灰烟尘，再经过一个专门的热交换器，然后进入吸收塔，烟气中的SO₂与含有石灰石的浆液进行气液接触，通入空气后生成石膏，经脱硫的烟气，应用循环气体加热器进行再加热，进入烟囱，排入大气。

①写出湿法石灰石—石膏法脱硫所涉及的化学反应方程式：______ _；

②用石灰石浆液作SO₂吸收剂而不用熟石灰吸收SO₂的原因是：______________；

③上述过程中得到的石膏，如果含氯化合物(主要来源于燃料煤)超过杂质极限值，则石膏产品性能变坏。工业上消除可溶性氯化物的方法是                        ；

（5）某化学兴趣小组为了测定烟气脱硫所得石膏的组成(CaSO₄·xH₂O)即测定x值，做如下实验：将石膏加热使之脱水，加热过程中固体的质量与时间的变化关系如图所示。数据表明当固体的质量为2.72g后不再改变。

①石膏的化学式为_____________；

②图像中AB段对应化合物的化学式为_______________。

Answer

（1）直接液化法；间接液化法 （2）2FeS2＋7O2＋2H2O＝4H＋＋2Fe2＋＋4SO42－

4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O （3）焦炉煤气、粗氨水（煤焦油）

（4）①CaCO3＋SO2＝CaSO3＋CO2；2CaSO3＋O2=2CaSO4

②用石灰浆液的成本较低 ③用水洗涤 （5）①CaSO4·2H2O ②2CaSO4·H2O

【解析】

试题分析：（1）煤的液化技术又可以分为直接液化法和间接液化法；

（2）根据转化图可判断，反应物是FeS2、O2、H2O，生成物是硫酸和硫酸亚铁，则该技术的第一步反应的离子方程式为2FeS2＋7O2＋2H2O＝4H＋＋2Fe2＋＋4SO42－；亚铁离子易被氧化为铁离子，第二步反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O。

（3）工业煤干馏得到的产品有焦炭、焦炉煤气、粗氨水（煤焦油）等。

（4）湿式石灰石—石膏法脱硫工艺是烟气脱硫技术中最成熟的一种方法。其工艺流程是：烟气经锅炉预热器出来，进入电除尘器除掉大部分粉煤灰烟尘，再经过一个专门的热交换器，然后进入吸收塔，烟气中的SO2与含有石灰石的浆液进行气液接触，通入空气后生成石膏，经脱硫的烟气，应用循环气体加热器进行再加热，进入烟囱，排入大气。

①在高温下石灰石吸收SO2生成亚硫酸钙和CO2，生成的亚硫酸钙在空气中被氧化为硫酸钙，则湿法石灰石—石膏法脱硫所涉及的化学反应方程式分别为CaCO3＋SO2＝CaSO3＋CO2、2CaSO3＋O2=2CaSO4；

②由于用石灰浆液的成本较低，因此用石灰石浆液作SO2吸收剂而不用熟石灰吸收SO2；

③石膏在水中的溶解度小，而氯化物一般易溶于水，则工业上消除可溶性氯化物的方法是用水洗涤；

（5）①石膏的化学式为CaSO4·2H2O；

②3.44g石膏的物质的量是，含有结晶水是0.04mol。在A点失去结晶水的物质的量是，即0.02mol硫酸钙含有0.01mol结晶水，因此图像中AB段对应化合物的化学式为2CaSO4·H2O。

考点：考查煤综合应用的有关判断及石膏受热分解产物的有关判断