Question

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

請回答以下問題：

（1）合成氨反應的化學方程式是_____。沉淀池中發生的主要反應方程式是____________。該反應能夠發生的原因是______________________。

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

（3）該生產過程中的副產品是__，從綠色化學和資源綜合利用的角度說明上述流程的主要優點是_____；從物質的性質和工業生產實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，有利于反應正向進行 （2）一方面提供反應物，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，產生的CO2循環使用，得到的產品和副產品都是有用物質，無廢物產生 由于CaSO4溶解度小，此反應的產率比較低。

【解析】

試題分析：（1）工業合成氨的反應原理為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，有利于反應正向進行；

（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物；由工藝流程可知，CaCO3在煅燒爐中分解生成CO2和CaO，CO2循環使用；生成的CO2可循環使用。

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