Question

直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，最终生成硫酸钙．硫酸钙可在图中所示的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应，气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧化碳，从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减少碳排放的目的．
请回答下列问题：
（1）煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有

 

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A．温室效应     B．酸雨      C．粉尘污染      D．水体富营养化
（2）在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间二氧化碳以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH值，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙．
①二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为

 

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②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为

 

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（3）已知1mol CH₄在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸收160.1kJ，1mol CH₄在氧气中完全燃烧生成气态水时放热802.3kJ．写出空气反应器中发生的热化学方程式：

 

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Answer 1

考点：常见的生活环境的污染及治理,热化学方程式

专题：元素及其化合物,化学应用

分析：（1）煤燃烧产生的烟气中含有二氧化硫、二氧化碳以及粉尘等，都可导致环境污染；
（2）CO₂与CaCO₃反应生成易溶的Ca（HCO₃）₂，亚硫酸氢钙具有还原性，可被氧化为硫酸钙；
（3）利用盖斯定律计算反应热并以此书写反应的热化学方程式．

解答： 解：（1）煤燃烧的产物中有CO₂、烟尘以及SO₂，分别导致温室效应、粉尘污染和酸雨，没有营养元素排入水中，不会引起水体富营养化；
故答案为：ABC；
（2）①CO₂与CaCO₃反应生成易溶的Ca（HCO₃）₂；
故答案为：Ca（ HCO₃）₂；
②亚硫酸氢钙具有还原性，可被氧化为硫酸钙，方程式为：Ca（ HSO₃）₂+O₂=CaSO₄+H₂SO₄；
故答案为：Ca（ HSO₃）₂+O₂=CaSO₄+H₂SO₄；
（3）根据右图以及硫酸钙与甲烷反应的气体产物只有水可知，燃料反应器中发生的热化学方程式为：CH₄（g）+CaSO₄（s）=CO₂（g）+2H₂O（g）+CaS（s）△H=160.1 kJ?mol^-1 ①，再写出甲烷在氧气中燃烧的热化学方程式：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-802.3 kJ?mol^-1②，
②-①可得热化学方程式：CaS（s）+2O₂（g）=CaSO₄（s）△H=-962.4 kJ/mol，
故答案为：CaS（s）+2O₂（g）=CaSO₄（s）△H=-962.4 kJ/mol．

点评：本题考查了燃料脱硫的原理、常见的化学污染、化学方程式的书写、热化学方程式的书写等，题中难度中等，注意盖斯定律的运用．