Question

14．煤是重要的能源，也是生產(chǎn)化工產(chǎn)品的重要原料．試用所學(xué)知識，解答下列問題：
（1）煤的轉(zhuǎn)化技術(shù)包括煤的氣化和液化技術(shù)．煤的液化技術(shù)又分為直接液化技術(shù)和間接液化；
（2）在煤燃燒前需對煤進行脫硫處理．煤的某種脫硫技術(shù)的原理如下圖所示：

這種脫硫技術(shù)稱為微生物脫硫技術(shù)．該技術(shù)的第一步反應(yīng)的離子方程式為
2FeS₂+7O₂+2H₂O=4H⁺+2Fe²⁺+4SO₄^2-；第二步反應(yīng)的離子方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O．
（3）工業(yè)煤干餾得到的產(chǎn)品有焦炭、焦?fàn)t煤氣、粗氨水等．
（4）某化學(xué)興趣小組為了測定煙氣脫硫所得石膏的組成（CaSO₄•xH₂O）即測定x值，做如下實驗：將石膏加熱使之脫水，加熱過程中固體的質(zhì)量與時間的變化關(guān)系如圖所示．?dāng)?shù)據(jù)表明當(dāng)固體的質(zhì)量為2.72g后不再改變．①石膏的化學(xué)式為CaSO₄•2H₂O．②圖象中AB段對應(yīng)化合物的化學(xué)式為2CaSO₄•H₂O．

Answer 1

分析 （1）煤的液化分為直接液化和間接液化；
（2）根據(jù)化合價升降總數(shù)相等以及原子守恒來寫離子方程式；
（3）工業(yè)煤干餾得到的產(chǎn)品有焦炭、焦?fàn)t煤氣、粗氨水、煤焦油；
（4）根據(jù)題意可知加熱前和加熱后質(zhì)量的減少量就是生成水的質(zhì)量，由實驗數(shù)據(jù)知3.44g CaSO₄•xH₂O完全分解得到無水CaSO₄2.72g，可知生成水的質(zhì)量為：3.44g-2.72g=0.72g，由水的質(zhì)量和硫酸鈣的質(zhì)量可推算出生石膏的化學(xué)式，再根據(jù)A-B段時石膏的質(zhì)量為2.90g，其中CaSO₄2.72g，H₂O0.18g，所以圖象中產(chǎn)生AB段的原因是石膏的質(zhì)量為2.90g，其中CaSO₄2.72g，H₂O 為0.18g．此時其化學(xué)式可表示為2CaSO₄•H₂O．

解答 解：（1）煤的液化分為直接液化和間接液化，故答案為：直接液化技術(shù)；間接液化技術(shù)；
（2）第一步反應(yīng)中反應(yīng)物有FeS₂、O₂和H₂O，生成物有Fe²⁺和SO₄^2-，根據(jù)化合價升降總數(shù)相等以及原子守恒，反應(yīng)的離子方程式為2FeS₂+7O₂+2H₂O=4H⁺+2Fe²⁺+4SO₄^2-；Fe²⁺具有還原性，可被氧氣氧化為Fe³⁺，根據(jù)化合價升降總數(shù)相等以及原子守恒，反應(yīng)的離子方程式為：4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2FeS₂+7O₂+2H₂O=4H⁺+2Fe²⁺+4SO₄^2-；4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；
（3）工業(yè)煤干餾得到的產(chǎn)品有焦炭、焦?fàn)t煤氣、粗氨水、煤焦油，故答案為：焦?fàn)t煤氣、粗氨水、煤焦油；
（4）①石膏加熱分解減少的質(zhì)量就是水的質(zhì)量，已知3.44g CaSO₄•xH₂O完全分解得到無水CaSO₄2.72g，則：
CaSO₄•xH₂O═CaSO₄+xH₂O
            136    18x
           2.72    0.72
即$\frac{136}{2.72}=\frac{18x}{0.72}$ 
解得x=2 所以石膏的化學(xué)式為CaSO₄•2H₂O，
故答案為：CaSO₄•2H₂O；
②由實驗數(shù)據(jù)知在A-B段時石膏的質(zhì)量為2.90g，其中CaSO₄2.72g，H₂O為2.90g-2.72g=0.18g．CaSO₄的物質(zhì)的量為$\frac{2.72g}{136g/mol}$=0.02mol，H₂O的物質(zhì)的量為$\frac{0.18g}{18g/mol}$=0.01mol，此時其化學(xué)式可表示為2CaSO₄•H₂O，
故答案為：2CaSO₄•H₂O．

點評 本題考查煤的綜合利用，涉及到氧化還原方程式的書寫和結(jié)晶水合物的判斷，題目難度中等，解題的關(guān)鍵是反應(yīng)前后質(zhì)量的減少量就是生成水的質(zhì)量．