Question

【題目】某合成氨廠利用附近化工廠副產(chǎn)品CaSO4設(shè)計了以下制備（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Fe在元素周期表中的位置為
②500℃時，合成塔中的反應(yīng)為：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92.4kJ/mol在密閉條下，下列示意圖能說明反應(yīng)進行到t1時刻時達到平衡狀態(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晶體操作的步驟是加熱濃縮、、過濾、洗滌、干燥．

Answer 1

【答案】
（1）2NH4HS+O2 2NH3?H2O+2S↓
（2）第四周期，第ⅤⅢ族；c、d
（3）CaSO4+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+（NH4）2SO4
（4）CO2；冷卻結(jié)晶
【解析】解：（1）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，反應(yīng)過程中生成一水合氨，依據(jù)原子守恒和電子守恒配平書寫化學(xué)方程式為：2NH4HS+O2 2NH3H2O+2S↓；所以答案是：2NH4HS+O2 2NH3H2O+2S↓；（2）①因為Fe為26號元素，核外電子排布式為[Ar]3d64s2 ， 則Fe在元素周期表中的位置為第四周期，第ⅤⅢ族，所以答案是：第四周期，第ⅤⅢ族；②平衡狀態(tài)是指外界一定各組份的濃度、物質(zhì)的量、質(zhì)量分數(shù)、速率不再隨時間的改變而改變的動態(tài)平衡狀態(tài)，a、t1時刻正反應(yīng)速率最大，不是不變，故a不選；b、溫度不變，平衡常數(shù)不變，故b不選；c、t1時刻，各物質(zhì)的量不再隨時間的變化而變化，故選c；
d、t1時刻，氫氣的體積分數(shù)不再隨時間的改而改變，故選d；所以答案是：c、d；（3）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 ， 所以答案是：CaSO4+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+（NH4）2SO4；（4）由工藝流程可知，CaCO3在煅燒爐中分解生成CO2和CaO，CO2循環(huán)使用，從溶液中獲取晶體應(yīng)采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等操作，所以必須操作步驟是BCD．所以答案是：CO2；冷卻結(jié)晶．
【考點精析】根據(jù)題目的已知條件，利用化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征和化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷的相關(guān)知識可以得到問題的答案，需要掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態(tài)平衡，平衡時反應(yīng)仍在進行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）；狀態(tài)判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內(nèi)某物質(zhì)內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．