(14分)鋼鐵生產(chǎn)中的尾氣易造成環(huán)境污染,清潔生產(chǎn)工藝可消減污染源并充分利用資源。已知:
①3Fe
2O
2(s)+CO(g)
2Fe
3O
2(s)+CO
2(g) △H=—47kJ/mol
②Fe
3O
3(s)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO
2(g) △H=—25kJ/mol
③Fe
3O
\4(s)+CO(g)
3FeO(s)+CO
2(g) △H=+19kJ/mol
(1)試計算反應:FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO
2(g)的△H=
。已知1092℃該反應的平衡常數(shù)為0.357,則1200℃時該反應的平衡常數(shù)
0.357(填“>”“=”或“<”),在1L的密閉容器中,投入7.2gFeO和0.1molCO
2加熱到1092℃并保持該溫度,反應達平衡后,氣相中CO氣體所占的體積分數(shù)為
。
(2)煉鋼尾氣凈化后,可直接作熔融碳酸鹽燃料電池(工作原理如右圖)的燃料,則負極的電極反應為
。
(3)轉爐煉鋼,尾氣中CO體積分數(shù)達58%—70%,某鋼廠先用NaOH吸收CO生成甲酸鈉,再吸收SO
2生成保險粉(Na
2S
2O
3),試寫出甲酸鈉和氫氧化鈉混合溶液與SO
2生成保險粉同時生成二氧化碳的化學方程式
。
(4)在550—650℃時,尾氣煙塵中的Fe
2O
3與CO及H
2氣體可用于合成煉鋼原料Fe
3C,該反應的化學方程式為
。
(5)目前我國大多數(shù)企業(yè)是將CO轉換為H
2,然后用H
2與N
2反應合成氮,若收集到3360m
2尾氣,其中CO體積分數(shù)為60%,由于循環(huán)操作,假定各步轉化率均為100%,理論上可獲得NH
3 1。