Question

【题目】某合成氨厂利用附近化工厂副产品CaSO4设计了以下制备（NH4）2SO4的工艺流程：

请回答以下问题：
（1）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS．一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式： ．
（2）工业上在500℃左右使用铁触媒作为催化剂合成NH3：
①铁触媒中含有Fe3+ ， 则Fe在元素周期表中的位置为
②500℃时，合成塔中的反应为：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92.4kJ/mol在密闭条下，下列示意图能说明反应进行到t1时刻时达到平衡状态的是（填字母编号）．

（3）沉淀池中反应的化学方程式为
（4）在上述流程中可以循环使用的X是（填化学式），从（NH4）2SO4溶液中获得（NH4）2SO4晶体操作的步骤是加热浓缩、、过滤、洗涤、干燥．

Answer 1

【答案】
（1）2NH4HS+O2 2NH3?H2O+2S↓
（2）第四周期，第ⅤⅢ族；c、d
（3）CaSO4+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+（NH4）2SO4
（4）CO2；冷却结晶
【解析】解：（1）H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS，一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，反应过程中生成一水合氨，依据原子守恒和电子守恒配平书写化学方程式为：2NH4HS+O2 2NH3H2O+2S↓；所以答案是：2NH4HS+O2 2NH3H2O+2S↓；（2）①因为Fe为26号元素，核外电子排布式为[Ar]3d64s2 ， 则Fe在元素周期表中的位置为第四周期，第ⅤⅢ族，所以答案是：第四周期，第ⅤⅢ族；②平衡状态是指外界一定各组份的浓度、物质的量、质量分数、速率不再随时间的改变而改变的动态平衡状态，a、t1时刻正反应速率最大，不是不变，故a不选；b、温度不变，平衡常数不变，故b不选；c、t1时刻，各物质的量不再随时间的变化而变化，故选c；
d、t1时刻，氢气的体积分数不再随时间的改而改变，故选d；所以答案是：c、d；（3）将NH3和CO2通入沉淀池中并加入CaSO4 ， 生成（NH4）2SO4和CaCO3 ， 发生CaSO4+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+（NH4）2SO4 ， 所以答案是：CaSO4+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+（NH4）2SO4；（4）由工艺流程可知，CaCO3在煅烧炉中分解生成CO2和CaO，CO2循环使用，从溶液中获取晶体应采取蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作，所以必须操作步骤是BCD．所以答案是：CO2；冷却结晶．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用化学平衡状态本质及特征和化学平衡状态的判断的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）；状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．