Question

【題目】某一化工廠為了綜合利用生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品CaSO4，和相鄰的合成氨廠聯(lián)合設(shè)計了以下制備(NH4）2SO4的工藝流程：

請回答以下問題：

（1）合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____。沉淀池中發(fā)生的主要反應(yīng)方程式是____________。該反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是______________________。

（2）在上述流程的沉淀池中通入足量氨氣的目的是_______________________________________，可以循環(huán)使用的X是________。

（3）該生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品是__，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_____；從物質(zhì)的性質(zhì)和工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的角度考慮該流程的主要缺陷是________________________________。

Answer 1

【答案】（1）N2＋3H22NH3 CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O===CaCO3↓＋(NH4）2SO4 生成的CaCO3溶解度小于CaSO4，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行 （2）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）生石灰 該流程中，產(chǎn)生的CO2循環(huán)使用，得到的產(chǎn)品和副產(chǎn)品都是有用物質(zhì)，無廢物產(chǎn)生 由于CaSO4溶解度小，此反應(yīng)的產(chǎn)率比較低。

【解析】

試題分析：（1）工業(yè)合成氨的反應(yīng)原理為N2+3H2 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，生成的碳酸鈣溶解度比硫酸鈣小，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行；

（2）溶液呈堿性有利于CO2的吸收，所以通入足量氨氣，氨氣的另一個作用是提供反應(yīng)物；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；生成的CO2可循環(huán)使用。

（3）根據(jù)以上分析可知副產(chǎn)品是生石灰；CaO可制備硫酸鈣，沒有廢物生成；由于CaSO4溶解度小，因此該反應(yīng)的產(chǎn)率比較低。