Question

4．用CaSO₄代替O₂與燃料反應(yīng)是一種高效、清潔、經(jīng)濟(jì)的新型燃燒技術(shù)，如圖1所示．
燃燒器中反應(yīng)①$\frac{1}{4}$CaSO₄（s）+H₂（g）=$\frac{1}{4}$CaS（s）+H₂O（g）△H₁（主反應(yīng)）
反應(yīng)②CaSO₄（s）+H₂（g）=CaO（s）+SO₂（g）+H₂O（g）△H₂（副反應(yīng)）
再生器中反應(yīng)：$\frac{1}{2}$CaS（s）+O₂（g）=$\frac{1}{2}$CaSO₄（s）△H₃

（1）氣化反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是C+H₂O$\stackrel{高溫}{?}$CO+H₂．
（2）燃燒器中SO₂物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度T、壓強(qiáng)p （MPa）的變化曲線見圖2，從圖2中可以得出三條主要規(guī)律：
①其他條件不變，溫度越高，SO₂含量越高；
②在溫度一定時，壓強(qiáng)越高，SO₂含量越低；
③其它條件不變時，壓強(qiáng)越小，溫度對SO₂含量的影響越明顯；
由圖2，為減少SO₂的排放量，可采取的措施是降低溫度，增加壓強(qiáng)．
（3）該燃燒技術(shù)中可循環(huán)的物質(zhì)除CaSO₄、CaS外，還有水蒸氣（寫名稱）．
（4）欲采用氯化鈀（PdCl₂）溶液除去H₂中的CO，完成以下實驗裝置圖3：（注：CO+PdCl₂+H₂O=CO₂+Pd+2HCl）

（5）CO₂在自然界循環(huán)時可與CaCO₃反應(yīng)，CaCO₃是一種難溶物質(zhì)，其K_sp=2.8×10^-9．現(xiàn)將2.0×10^-4 mol/L的Na₂CO₃溶液與一定濃度的CaCl₂溶液等體積混合生成沉淀，計算應(yīng)加入CaCl₂溶液的最小濃度為5.6×10^-5mol•L^-1．（保留二位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖1的流程圖可知，氣化反應(yīng)器中反應(yīng)物為碳和水，生成物為氫氣和一氧化碳；
（2）根據(jù)圖2可知，在溫度一定時可比較出SO₂含量與壓強(qiáng)的關(guān)系，以及在不同壓強(qiáng)下，溫度對SO₂含量的影響不同；根據(jù)圖2可知，溫度越低，壓強(qiáng)越大，SO₂含量越小；
（3）根據(jù)圖1的流程圖可知，該燃燒技術(shù)中可循環(huán)的物質(zhì)除CaSO₄、CaS外，還有水；
（4）欲采用氯化鈀（PdCl₂）溶液除去H₂中的CO，需要用一個洗氣裝置，裝置中裝足量的PdCl₂溶液，據(jù)此畫圖；
（5）Na₂CO₃溶液的濃度為2×10^-4mol/L，等體積混合后溶液中c（CO₃^2-）=1×10^-4mol/L，根據(jù)Ksp=c（CO₃^2-）•c（Ca²⁺）計算沉淀時混合溶液中c（Ca²⁺），原溶液CaCl₂溶液的最小濃度為混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍．

解答 解：（1）根據(jù)圖1的流程圖可知，氣化反應(yīng)器中反應(yīng)物為碳和水，生成物為氫氣和一氧化碳，反應(yīng)方程式為C+H₂O$\stackrel{高溫}{?}$CO+H₂，
故答案為：C+H₂O$\stackrel{高溫}{?}$CO+H₂；
（2）根據(jù)圖2可知，在溫度一定時，壓強(qiáng)越高，SO₂含量越低；其它條件不變時，壓強(qiáng)越小，溫度對SO₂含量的影響越明顯；根據(jù)圖2可知，溫度越低，壓強(qiáng)越大，SO₂含量越小，所以要減少SO₂的排放量，可以降低溫度，增加壓強(qiáng)，
故答案為：在溫度一定時，壓強(qiáng)越高，SO₂含量越低；其它條件不變時，壓強(qiáng)越小，溫度對SO₂含量的影響越明顯；降低溫度，增加壓強(qiáng)；
（3）根據(jù)圖1的流程圖可知，該燃燒技術(shù)中可循環(huán)的物質(zhì)除CaSO₄、CaS外，還有水蒸氣，
故答案為：水蒸氣；
（4）欲采用氯化鈀（PdCl₂）溶液除去H₂中的CO，需要用一個洗氣裝置，裝置中裝足量的PdCl₂溶液，裝置圖為，
故答案為：；
（5）Na₂CO₃溶液的濃度為2×10^-4mol/L，等體積混合后溶液中c（CO₃^2-）=$\frac{1}{2}$×2×10^-4mol/L=1×10^-4mol/L，根據(jù)Ksp=c（CO₃^2-）•c（Ca²⁺）=2.8×10^-9可知，c（Ca²⁺）=$\frac{2.8×1{0}^{-9}}{1×1{0}^{-4}}$mol/L=2.8×10^-5mol/L，原溶液CaCl₂溶液的最小濃度為混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍，故原溶液CaCl₂溶液的最小濃度為2×2.8×10^-5mol/L=5.6×10^-5mol/L．
故答案為：5.6×10^-5mol•L^-1．

點評 本題考查了工業(yè)流程圖、化學(xué)平衡的圖象、有機(jī)物結(jié)構(gòu)、除雜實驗等，題目難度中等，試題涉及內(nèi)容較多，注意基礎(chǔ)知識的靈活運用．