Question

19．硫酸的工业制备是一个重要的化工生产过程，但在生产过程中会产生大量污染，需要在生产工艺中考虑到绿色工艺．以硫酸工业产生的二氧化硫尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵为原料可以合成硫化钙、硫酸铵、亚硫酸铵等物质．合成路线如下：

（1）写出反应Ⅰ的化学方程式2CaCO₃+O₂+2SO₂=2CaSO₄+2CO₂．
（2）反应Ⅲ中每生成lmol硫化钙理论上转移电子数8N_A；为充分利用副产品CO，有人提出以熔融的K₂C0₃为电解质，设计燃料电池，请写出此电池的负极反应CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂．
（3）为检验反应Ⅱ得到的产品是否因部分被氧化而变质，需选择的化学试剂有稀盐酸、BaCl₂溶液．
（4）根据合成流程，可以循环利用的是CaCO₃．
（5）（NH₄）₂SO₃溶液可用于电厂产生的烟道气的脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统．写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的离子方程式2NO₂+4SO₃^2-=N₂+4SO₄^2-．

Answer 1

分析 由流程可知，I中发生2CaCO₃+O₂+2SO₂=2CaSO₄+2CO₂，反应Ⅳ为NH₄HCO₃、CaSO₄、NH₃反应生成碳酸钙和硫酸铵，发生NH₄HCO₃+NH₃+CaSO₄=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄，可知碳酸钙可循环使用，Ⅱ中发生SO₂+2NH₃．H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O，Ⅲ中发生CaSO₄+4C=CaS+4CO↑，以此来解答．

解答 解：（1）反应Ⅰ的化学方程式为2CaCO₃+O₂+2SO₂=2CaSO₄+2CO₂，故答案为：2CaCO₃+O₂+2SO₂=2CaSO₄+2CO₂；
（2）Ⅲ中发生CaSO₄+4C=CaS+4CO↑，每生成lmol硫化钙理论上转移电子数1mol×[6-（-2）]×N_A=8N_A；充分利用副产品CO，有人提出以熔融的K₂C0₃为电解质，设计燃料电池，此电池的负极反应为CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂，
故答案为：8N_A；CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂；
（3）检验反应Ⅱ得到的产品是否因部分被氧化而变质，即检验硫酸根离子，则选择试剂为稀盐酸、BaCl₂溶液，先加盐酸排除亚硫酸根离子干扰，再加氯化钡观察是否生成沉淀，故答案为：稀盐酸、BaCl₂溶液；
（4）由反应Ⅰ、Ⅳ可知，循环使用的物质为CaCO₃，故答案为：CaCO₃；
（5）二氧化氮与亚硫酸铵反应的离子方程式为2NO₂+4SO₃^2-=N₂+4SO₄^2-，故答案为：2NO₂+4SO₃^2-=N₂+4SO₄^2-．

点评 本题考查混合物分离提纯的综合应用，为高频考点，把握发生的反应、物质的性质、离子检验及原电池、氧化还原反应等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度中等．