Question

2．我国的能源主要来源于燃煤，煤燃烧产生的烟气直接排放会引起严重的环境问题．将烟气通过石灰浆液的脱硫装置可以除去85%-90%的SO₂，且最终会生产出几乎不含杂质的二氧化碳，减少碳排放．其装置如图所示．
（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BC（填字母）
A．光化学烟雾      B．酸雨      C．粉尘污染     D．水体富营养化
（2）石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通入一段时间的二氧化碳，其目的是增大溶液中Ca²⁺的浓度，提高脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH，此时浆液中含有的亚硫酸氢钙被足量氧气快速氧化成硫酸钙的化学方程式为Ca（HSO₃）₂+O₂=CaSO₄+H₂SO₄．
（3）下列措施中，有利于降低大气中CO₂浓度的是BC（填字母）．
A．增加化石燃料的使用     B．植树造林，增大植被面积
C．采用节能技术           D．大力发展火力发电
（4）将上述回收的CO₂转化成有机物可有效实现碳循环．等物质的量的CO₂和CH₄在催化剂和加热的条件下恰好发生化合反应生成一种常见有机物，写出该反应的化学方程式CO₂+CH₄$\frac{\underline{催化剂}}{△}$CH₃COOH．上述反应的优点是原子利用率高，无副产物产生．
（5）已知某烟气中SO₂的浓度为3.2×10^-2g/L．若将处理1m³该烟气得到的CaSO₄加入燃料反应器中与甲烷充分反应，消耗甲烷7g，则该烟气中SO₂的去除率为87.5%（假设脱硫得到的含硫化合物为CaSO₄）

Answer 1

分析 （1）煤燃烧产生的烟气含二氧化硫及固体颗粒物；
（2）需通入一段时间的二氧化碳，提高钙离子浓度；亚硫酸氢钙被足量氧气快速氧化成硫酸钙，还生成硫酸；
（3）增加化石燃料的使用、大力发展火力发电均不能减少二氧化碳的排放；
（4）等物质的量的CO₂和CH₄在催化剂和加热的条件下恰好发生化合反应生成一种常见有机物为乙酸，产物只有一种；
（5）处理1m³该烟气得到的CaSO₄加入燃料反应器中与甲烷充分反应，消耗甲烷7g，消耗的二氧化硫为$\frac{\frac{7g}{16g/mol}}{1000L}$×64g/mol，以此计算该烟气中SO₂的去除率．

解答 解：（1）煤燃烧产生的烟气含二氧化硫及固体颗粒物，二氧化硫可导致酸雨发生，固体颗粒导致粉尘污染，而光化学烟雾与N的氧化物排放有关，水体富营养化与N、P化合物排放有关，故答案为：BC；
（2）需通入一段时间的二氧化碳，其目的是增大溶液中Ca²⁺的浓度，提高脱硫效率；亚硫酸氢钙被足量氧气快速氧化成硫酸钙，还生成硫酸，反应为Ca（HSO₃）₂+O₂=CaSO₄+H₂SO₄，
故答案为：增大溶液中Ca²⁺的浓度，提高脱硫效率；Ca（HSO₃）₂+O₂=CaSO₄+H₂SO₄；
（3）增加化石燃料的使用、大力发展火力发电均不能减少二氧化碳的排放，而植树造林，增大植被面积及采用节能技术均可降低大气中CO₂浓度，
故答案为：BC；
（4）等物质的量的CO₂和CH₄在催化剂和加热的条件下恰好发生化合反应生成一种常见有机物为乙酸，反应为CO₂+CH₄$\frac{\underline{催化剂}}{△}$CH₃COOH，该反应优点为原子利用率高，无副产物产生，
故答案为：CO₂+CH₄$\frac{\underline{催化剂}}{△}$CH₃COOH；原子利用率高，无副产物产生；
（5）处理1m³该烟气得到的CaSO₄加入燃料反应器中与甲烷充分反应，消耗甲烷7g，消耗的二氧化硫为$\frac{\frac{7g}{16g/mol}}{1000L}$×64g/mol=2.8×10^-2g/L，该烟气中SO₂的去除率为$\frac{2.8×1{0}^{-2}}{3.2×1{0}^{-2}}$×100%=87.5%，故答案为：87.5%．

点评 本题考查三废处理及环境保护，为高频考点，把握物质的性质、环境保护及化学反应的应用等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．