Question

6．生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈是指依據(jù)生態(tài)學的原理，以恢復和擴大自然資源存量為宗旨，為提高資源基本生產(chǎn)率和根據(jù)社會需要為主體，對2種以上產(chǎn)業(yè)的鏈接所進行的設(shè)計（或改造）并開創(chuàng)為一種新型的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的創(chuàng)新活動．如圖是某企業(yè)設(shè)計的硫酸-磷肥-水泥聯(lián)產(chǎn)、海水-淡水多用、鹽-熱-電聯(lián)產(chǎn)的三大生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈流程圖：

根據(jù)上述產(chǎn)業(yè)流程回答下列問題：
（1）該流程①、②、③、④、⑤可以實現(xiàn)能量或物質(zhì)的輸送，請分別寫出輸送的主要物質(zhì)的化學式或能量形式：①Fe₂O₃、②電能、③熱能、④SO₂、⑤H₂SO₄．
（2）沸騰爐中發(fā)生反應的化學方程式為4FeS₂+110₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂．磷肥廠的主要產(chǎn)品是普鈣（磷酸二氫鈣和硫酸鈣），寫出由磷礦石和硫酸反應制普鈣的化學方程式為Ca₃（PO₄）₂+2H₂SO₄=Ca（H₂PO₄）₂+2CaSO₄．磷肥能否與草木灰混合施用，請說明原因不能混合施用，因為草木灰中的K₂CO₃水解顯堿性會與磷酸二氫鈣反應，生成難溶于水的磷酸一氫鈣或磷酸鈣降低了肥效．
（3）用1t硫鐵礦（FeS₂的質(zhì)量分數(shù)為60%）接觸法制硫酸，制硫酸的產(chǎn)率為80%，則最后能生產(chǎn)出質(zhì)量分數(shù)為98%的硫酸0.8t．
（4）熱電廠的冷卻水是海水，該流程中濃縮鹽水除提取鹽以外還可提取的物質(zhì)有鎂或溴（寫出一種即可）．
（5）根據(jù)現(xiàn)代化工廠設(shè)計理念請?zhí)岢龈郀t煉鐵廠廢氣、廢渣及多余熱能的利用設(shè)想：廢氣（主要是高爐煤氣）經(jīng)除塵后可作為熱風爐、加熱爐和鍋爐等燃料，廢渣（主要成分是硅酸鈣等），可用作水泥生產(chǎn)原料（寫出兩點即可）．

Answer 1

分析 硫鐵礦含有FeS₂，在沸騰爐中充分反應可生成Fe₂O₃、SO₂，反應放出的熱量可用于發(fā)電，生成的Fe₂O₃可用于冶煉鐵，二氧化硫可用于生產(chǎn)水泥，二氧化硫可在接觸室生成三氧化硫，在吸收塔生成硫酸，加入Ca₅（PO₄）₃F，可生成Ca（H₂PO₄）₂、CaSO₄，可用作磷肥，
（1）根據(jù)流程圖中工業(yè)生產(chǎn)的原料，及發(fā)生的反應中的能量轉(zhuǎn)化；
（2）沸騰爐中FeS₂與氧氣反應；磷礦石和硫酸反應生成Ca（H₂PO₄）₂、CaSO₄，磷肥與草木灰混合施用易生成沉淀；
（3）根據(jù)FeS₂制取硫酸過程中涉及的化學反應方程式，利用關(guān)系法解題；
（4）沿海地區(qū)有豐富的海水資源；海水中含有豐富的Mg元素、溴元素等；
（5）根據(jù)工廠的廢氣、廢渣的成分分析．

解答 解：硫鐵礦含有FeS₂，在沸騰爐中充分反應可生成Fe₂O₃、SO₂，反應放出的熱量可用于發(fā)電，生成的Fe₂O₃可用于冶煉鐵，二氧化硫可用于生產(chǎn)水泥，二氧化硫可在接觸室生成三氧化硫，在吸收塔生成硫酸，加入Ca₅（PO₄）₃F，可生成Ca（H₂PO₄）₂、CaSO₄，可用作磷肥，
（1）①中冶煉鋼鐵的原料是Fe₂O₃，②中熱電廠中向外提供的能量為電能，③沸騰爐中FeS₂與氧氣反應放出大量的熱，④制硫酸時接觸室中二氧化硫被氧化，⑤硫酸工業(yè)中生成的硫酸，可用于制磷肥，
故答案為：①Fe₂O₃ ②電能 ③熱能 ④SO₂ ⑤H₂SO₄；
（2）沸騰爐中FeS₂與氧氣反應生成Fe₂O₃和SO₂，其反應方程式為：4FeS₂+110₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂；普鈣是磷酸二氫鈣和硫酸鈣，用硫酸與磷酸鈣反應生成硫酸鈣和磷酸二氫鈣的化學方程式為：Ca₃（PO₄）₂+2H₂SO₄=Ca（H₂PO₄）₂+2CaSO₄，因為草木灰中的K₂CO₃水解顯堿性會與磷酸二氫鈣反應，生成難溶于水的磷酸一氫鈣或磷酸鈣降低了肥效，則不能混合使用，
故答案為：4FeS₂+110₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂；Ca₃（PO₄）₂+2H₂SO₄=Ca（H₂PO₄）₂+2CaSO₄；不能混合施用，因為草木灰中的K₂CO₃水解顯堿性會與磷酸二氫鈣反應，生成難溶于水的磷酸一氫鈣或磷酸鈣降低了肥效；
（3）FeS₂制取硫酸過程中，設(shè)生成的98%的硫酸為x噸，利用關(guān)系法列式，硫元素守恒，
                FeS₂ ～2H₂SO₄
              120          2×98
             1×60%×80%    98%x  
x=0.8，
故答案為：0.8；
（4）沿海地區(qū)有豐富的海水資源；海水中含有豐富的Mg元素、溴元素等可以制取Mg或溴，故答案為：海水；鎂或溴；
（5）根據(jù)工廠的廢氣、廢渣的成分可知，廢氣（主要是高爐煤氣）經(jīng)除塵后可作為熱風爐、加熱爐和鍋爐等燃料；廢渣（主要成分是硅酸鈣等），可用作水泥生產(chǎn)原料，故答案為：廢氣（主要是高爐煤氣）經(jīng)除塵后可作為熱風爐、加熱爐和鍋爐等燃料；廢渣（主要成分是硅酸鈣等），可用作水泥生產(chǎn)原料．

點評 本題考查了工藝流程，為高考常見題型，側(cè)重于學生的分析、計算能力的考查，題目涉及硫酸工業(yè)、水泥工業(yè)、磷肥工業(yè)、海水的應用等知識，內(nèi)容較多，題目難度中等，注意根據(jù)對應的工業(yè)反應原理分析．