(14分)钢铁生产中的尾气易造成环境污染,清洁生产工艺可消减污染源并充分利用资源。已知:
①3Fe
2O
2(s)+CO(g)
2Fe
3O
2(s)+CO
2(g) △H=—47kJ/mol
②Fe
3O
3(s)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO
2(g) △H=—25kJ/mol
③Fe
3O
\4(s)+CO(g)
3FeO(s)+CO
2(g) △H=+19kJ/mol
(1)试计算反应:FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO
2(g)的△H=
。已知1092℃该反应的平衡常数为0.357,则1200℃时该反应的平衡常数
0.357(填“>”“=”或“<”),在1L的密闭容器中,投入7.2gFeO和0.1molCO
2加热到1092℃并保持该温度,反应达平衡后,气相中CO气体所占的体积分数为
。
(2)炼钢尾气净化后,可直接作熔融碳酸盐燃料电池(工作原理如右图)的燃料,则负极的电极反应为
。
(3)转炉炼钢,尾气中CO体积分数达58%—70%,某钢厂先用NaOH吸收CO生成甲酸钠,再吸收SO
2生成保险粉(Na
2S
2O
3),试写出甲酸钠和氢氧化钠混合溶液与SO
2生成保险粉同时生成二氧化碳的化学方程式
。
(4)在550—650℃时,尾气烟尘中的Fe
2O
3与CO及H
2气体可用于合成炼钢原料Fe
3C,该反应的化学方程式为
。
(5)目前我国大多数企业是将CO转换为H
2,然后用H
2与N
2反应合成氮,若收集到3360m
2尾气,其中CO体积分数为60%,由于循环操作,假定各步转化率均为100%,理论上可获得NH
3 1。