Question

14．某化工廠為了綜合利用生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品CaSO₄，與相鄰的合成氨廠聯(lián)合設(shè)計(jì)了以下制備（NH₄）₂SO₄的工藝流程：

請(qǐng)回答以下問題：
（1）合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式是N₂+3H₂$?_{催化劑}^{高溫高壓}$2NH₃，該反應(yīng)在合成塔（填設(shè)備名）中發(fā)生．沉淀池中發(fā)生的主要反應(yīng)方程式是CaSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄，該反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是生成的CaCO₃溶解度小于CaSO₄有利于反應(yīng)向正向進(jìn)行．
（2）在上述流程的沉淀池中通入足量氨氣的目的是一方面提供反應(yīng)物，另一方面使溶液呈堿性有利于CO₂的吸收，可以循環(huán)使用的X是CO₂．
（3）該生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品是CaO．從綠色化學(xué)和資源綜合利用的角度說明上述流程的主要優(yōu)點(diǎn)是該流程中，產(chǎn)生的CO₂循環(huán)使用，得到的產(chǎn)品和副產(chǎn)品都是有用的物質(zhì)，無廢物產(chǎn)生．

Answer 1

分析 工業(yè)合成氨的反應(yīng)原理為N₂+3H₂ $?_{催化劑}^{高溫高壓}$2NH₃，將NH₃和CO₂通入沉淀池中并加入CaSO₄，生成（NH₄）₂SO₄和CaCO₃，發(fā)生CaSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄，同時(shí)通入氨氣使溶液呈堿性有利于CO₂的吸收，CaCO₃在煅燒爐中分解生成CO₂和CaO，CO₂可循環(huán)使用，據(jù)此答題．

解答 解：（1）工業(yè)合成氨的反應(yīng)原理為N₂+3H₂ $?_{催化劑}^{高溫高壓}$2NH₃，該反應(yīng)在 合成塔中發(fā)生，將NH₃和CO₂通入沉淀池中并加入CaSO₄，生成（NH₄）₂SO₄和CaCO₃，發(fā)生反應(yīng)為CaSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄，由于生成的CaCO₃溶解度小于CaSO₄有利于反應(yīng)向正向進(jìn)行，所以該反應(yīng)能發(fā)生，
故答案為：N₂+3H₂ $?_{催化劑}^{高溫高壓}$2NH₃；合成塔；CaSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄；生成的CaCO₃溶解度小于CaSO₄有利于反應(yīng)向正向進(jìn)行；
（2）在上述流程的沉淀池中通入足量氨氣，一方面提供反應(yīng)物，另一方面使溶液呈堿性有利于CO₂的吸收，根據(jù)流程分析可知，可以循環(huán)使用的X是CO₂，故答案為：一方面提供反應(yīng)物，另一方面使溶液呈堿性有利于CO₂的吸收；CO₂；
（3）CaCO₃在煅燒爐中分解生成CO₂和CaO，所以該生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品是CaO，該流程中，產(chǎn)生的CO₂循環(huán)使用，得到的產(chǎn)品和副產(chǎn)品都是有用的物質(zhì)，無廢物產(chǎn)生，
故答案為：CaO；該流程中，產(chǎn)生的CO₂循環(huán)使用，得到的產(chǎn)品和副產(chǎn)品都是有用的物質(zhì)，無廢物產(chǎn)生．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，本題注意把握物質(zhì)的性質(zhì)，注意根據(jù)反應(yīng)物和生成物從質(zhì)量守恒的角度書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式．