Question

5．煤是重要的能源也是生成化工產(chǎn)品的重要原料，如圖1是煤化工業(yè)鏈的一部分．
試用所學(xué)知識(shí)，解決下列問題：
（1）煤的轉(zhuǎn)化技術(shù)包括煤的氣化技術(shù)和煤的液化技術(shù)．煤的液化技術(shù)又分為直接液化技術(shù)和間接液化技術(shù)
（2）在煤燃燒前需對(duì)煤進(jìn)行脫硫處理．煤的某種脫硫技術(shù)的原理如圖2所示：
Fe₂$→_{O_{2}/H_{2}O}^{在微生物作用下}$Fe²⁺+SO${\;}_{4}^{2-}$$→_{O_{2}/H+}^{在微生物作用下}$Fe³⁺這種脫硫技術(shù)稱為微生物脫硫技術(shù)．該技術(shù)的第一步反應(yīng)的離子方程式為2FeS₂+7O₂+2H₂O=4H⁺+2Fe²⁺+4SO₄^2-，第一步反應(yīng)的離子方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O
（3）工業(yè)煤干餾得到的產(chǎn)品有焦炭、焦?fàn)t煤氣、粗氨水、煤焦油
（4）工業(yè)上主要采用氨氧法生成硝酸，如圖2是氨氧化率與氨-空氣混合氣中氨氧比的關(guān)系．其中直線表示反應(yīng)的理論值，曲線表示實(shí)際生成情況，當(dāng)氨氧化率達(dá)到100%，理論上γ$\frac{n（{O}_{2}）}{n（N{H}_{3}）}$=1.25，實(shí)際生產(chǎn)要將γ值維護(hù)在1.7-2.2之間，原因是O₂濃度太少不利于NH₃的轉(zhuǎn)化，γ{n（O₂）/n（NH₃）值為2.2時(shí)NH₃氧化率已近100%．

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(jià)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)氨氧化的化學(xué)方程式來分析；根據(jù)O₂濃度對(duì)平衡的影響分析．

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(jià)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(jià)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）由氨氧化的化學(xué)方程式：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$4NO+6H₂O，可知氨氧化率達(dá)到100%，理論上γ{n（O₂）/n（NH₃）}=$\frac{5}{4}$=1.25，O₂濃度太少不利于NH₃的轉(zhuǎn)化，γ{n（O₂）/n（NH₃）值為2.2時(shí)NH₃氧化率已近100%，
故答案為：1.25；O₂濃度太少不利于NH₃的轉(zhuǎn)化，γ{n（O₂）/n（NH₃）值為2.2時(shí)NH₃氧化率已近100%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查煤的綜合利用，涉及到氧化還原方程式的書寫，題目難度中等，本題注意從題目中獲取信息，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)解答．