Question

(14分)某合成氨廠利用附近化工廠副產(chǎn)品CaSO4設(shè)計(jì)了以下制備(NH4)2SO4的工藝流程：

請回答以下問題：

（1）天然氣中的H2S雜質(zhì)常用氨水吸收，產(chǎn)物為NH4HS。一定條件下向NH4HS溶液中通入空氣，得到單質(zhì)硫并使吸收液再生，寫出再生反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。

（2）工業(yè)上在500℃左右使用鐵觸媒作為催化劑合成NH3，

①鐵觸媒中含有Fe3＋，，則Fe3＋的核外電子排布式為

②500℃時(shí)，合成塔中的反應(yīng)為：N2（g）+3H2（g）2NH3（g） ?H= －92.4kJ/mol在密閉條件下，下列示意圖能說明反應(yīng)進(jìn)行到t1時(shí)刻時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 （填字母編號）。

（3）沉淀池中反應(yīng)的化學(xué)方程式為

（4）在上述流程中可以循環(huán)使用的X是 （填化學(xué)式），從(NH4)2SO4溶液中獲得 (NH4)2SO4晶體操作的步驟是是加熱濃縮、 、過濾、洗滌、干燥。

 

Answer 1

（14分）（1）2NH4HS＋O2=2S＋2NH3·H2O（3分）

（2）〔Ar〕3d5 或1s22s22p63s23p63d5（2分） c d（2分）

（3）CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O=CaCO3↓＋(NH4)2SO4 （3分）

（4）CO2（2分） 冷卻結(jié)晶（2分）。

【解析】

試題分析：（1）天然氣中的H2S雜質(zhì)常用氨水吸收，產(chǎn)物為NH4HS。一定條件下向NH4HS溶液中通入空氣，得到單質(zhì)硫并使吸收液再生，則再生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2NH4HS＋O2=2S＋2NH3·H2O；（2）①Fe是26號元素，F(xiàn)e3＋核外有23個(gè)電子，則Fe3＋的核外電子排布式為〔Ar〕3d5 或1s22s22p63s23p63d5；②當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各種物質(zhì)的濃度不變，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率保持不變，各種物質(zhì)的含量保持不變。A溫度越高，反應(yīng)速率越快，因此不能說在t1時(shí)刻正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率最高，錯(cuò)誤；b.化學(xué)平衡常數(shù)與溫度有關(guān)，與該反應(yīng)是否達(dá)到平衡無關(guān)，溫度升高，平衡逆向移動，化學(xué)平衡常數(shù)減小，而圖示的是不同溫度，平衡常數(shù)相同，因此表示錯(cuò)誤；c.在t1時(shí)刻，N2、H2的濃度都不隨時(shí)間而改變，因此反應(yīng)達(dá)到平衡，正確；d.該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng)，由于氫氣的含量不變，則總物質(zhì)的量不變，氫氣的物質(zhì)的量不變，所以反應(yīng)達(dá)到平衡，正確；選項(xiàng)是c、d；（3）在沉淀池中CaSO4、CO2、NH3反應(yīng)形成CaCO3沉淀及(NH4)2SO4。反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O=CaCO3↓＋(NH4)2SO4；（4）產(chǎn)生的CaCO3沉淀過濾出來，高溫煅燒可得CO2、CaO,載通入沉淀池中發(fā)生反應(yīng)，因此在上述流程中可以循環(huán)使用的X是從(NH4)2SO4溶液中獲得 (NH4)2SO4晶體操作的步驟是是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。

考點(diǎn)：考查制備(NH4)2SO4的工藝流程的知識，包括原子的核外電子排布式和化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、物質(zhì)的循環(huán)利用、混合物的分離與提純的知識。