Question

10．煤和石油是重要的能源，也是生产化工产品的重要原料．如图1图是煤化工产业链的一部分．


试用所学知识，解决下列问题：
（1）柴油是由石油加工得到的重要产品，它在燃烧时往往冒黑烟，可能的原因是燃烧时氧气不充足．
（2）煤经过干馏可以得到焦炉气、煤焦油和焦炭等．煤的干馏属于化学（填“物理”或“化学”）变化．
（3）煤的直接液化是煤和适当溶剂混合在高温和催化剂存在下与水作用生成液态燃料的过程．
（4）煤和石油等化石燃料燃烧排放的大量二氧化碳会引起全球气候变暖．一种新的处理方法是将二氧化碳气体通入含有长石（地壳中最常见的矿石，含量高达60%）成分的水溶液里，其中一种反应的化学方程式：
KAlSi₃O₈+CO₂+2H₂O=KHCO₃+X↓+3SiO₂↓，则X的化学式为Al（OH）₃．
（5）在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理．煤的某种脱硫技术的原理如图2所示：
这种脱硫技术称为微生物脱硫技术．该技术的第一步反应的化学方程式为2FeS₂+7O₂+2H₂O$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2H₂SO₄+2FeSO₄，第二步反应的化学方程式为2H₂SO₄+O₂+4FeSO₄$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2Fe₂（SO₄）₃+2H₂O．
（6）工业上主要采用氨氧化法生产硝酸，如图3是氨氧化率与氨-空气混合气中氧氨比的关系．其中直线表示反应的理论值；曲线表示生产实际情况．当氨氧化率达到100%，理论上γ{$\frac{n（{O}_{2}）}{n（N{H}_{3}）}$）}=1.25，实际生产要将γ值维护在1.7-2.2之间，原因是O₂浓度太少不利于NH₃的转化，γ值为2.2时NH₃氧化率已近100%．
温馨提示：n（O₂）是可以认为是表示氧气分子堆积数目的一种物理量．n（O₂）数目越大，说明氧分子堆积数目越大．

Answer 1

分析 （1）含碳物质不充分燃烧会产生黑烟；
（2）根据物质的变化形式来分析；
（3）煤的直接液化是煤在高温和催化剂存在下与H₂O作用生成液体燃料的过程；
（4）据质量守恒判断x的化学式；
（5）根据化合价升降总数相等以及原子守恒来写离子方程式；
（6）根据氨氧化的化学方程式来分析；根据题干信息分析O₂浓度对平衡的影响．

解答 解：（1）如果燃烧时氧气不充足，会不完全燃烧，有碳颗粒生成，会有黑烟产生，故答案为：燃烧时氧气不充足；
（2）煤经过干馏得到新物质--焦炉气、煤焦油和焦炭等，所以发生的属于化学变化，故填：化学；
（3）煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和催化剂存在下与H₂O作用生成液体燃料的过程，故答案为：催化剂；水；
（4）根据化学方程式和质量守恒定律分析，反应前K：1个，反应后：1个，则x中不含K；反应前Al：1个，反应后应：1个，则x中含有一个Al，依此类推，x中还含有3个O，3个H，则X的化学式为 Al（OH）₃，故答案为：Al（OH）₃；
（5）第一步反应中反应物有FeS₂、O₂和H₂O，生成物有Fe²⁺和${SO}_{4}^{2-}$，反应的方程式为：2FeS₂+7O₂+2H₂O$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2H₂SO₄+2FeSO₄；Fe²⁺具有还原性，可被氧气氧化为Fe³⁺，方程式为：2H₂SO₄+O₂+4FeSO₄$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2Fe₂（SO₄）₃+2H₂O；故填：2FeS₂+7O₂+2H₂O$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2H₂SO₄+2FeSO₄；2H₂SO₄+O₂+4FeSO₄$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2Fe₂（SO₄）₃+2H₂O；
（6）结合题干信息：由氨氧化的化学方程式：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;高温高压\;}}{催化剂}$4NO+6H₂O，可知氨氧化率达到100%，实际生产要将γ值维护在1.7-2.2之间，原因是浓度太少不利于NH₃的转化，γ值为2.2时NH₃氧化率已近100%，故答案为：O₂浓度太少不利于NH₃的转化，γ值为2.2时NH₃氧化率已近100%．

点评 本题考查煤的综合利用，涉及到氧化还原方程式的书写，题目难度中等，本题注意从题目中获取信息，结合物质的性质解答．