Question

某一化工厂为了综合利用生产过程中的副产品CaSO₄，和相邻的合成氨厂联合设计了以下制备(NH₄）₂SO₄的工艺流程：

请回答以下问题：

（1）合成氨反应的化学方程式是_____。沉淀池中发生的主要反应方程式是____________。该反应能够发生的原因是______________________。

（2）在上述流程的沉淀池中通入足量氨气的目的是_______________________________________，可以循环使用的X是________。

（3）该生产过程中的副产品是__，从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是_____；从物质的性质和工业生产实际的角度考虑该流程的主要缺陷是________________________________。

Answer

（1）N2＋3H22NH3 CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O===CaCO3↓＋(NH4）2SO4 生成的CaCO3溶解度小于CaSO4，有利于反应正向进行 （2）一方面提供反应物，另一方面使溶液呈碱性有利于CO2的吸收 CO2 （3）生石灰 该流程中，产生的CO2循环使用，得到的产品和副产品都是有用物质，无废物产生 由于CaSO4溶解度小，此反应的产率比较低。

【解析】

试题分析：（1）工业合成氨的反应原理为N2+3H2 2NH3；将NH3和CO2通入沉淀池中并加入CaSO4，生成(NH4）2SO4和CaCO3，发生CaSO4+CO2+2NH3+H2O＝CaCO3↓+(NH4）2SO4，生成的碳酸钙溶解度比硫酸钙小，有利于反应正向进行；

（2）溶液呈碱性有利于CO2的吸收，所以通入足量氨气，氨气的另一个作用是提供反应物；由工艺流程可知，CaCO3在煅烧炉中分解生成CO2和CaO，CO2循环使用；生成的CO2可循环使用。

（3）根据以上分析可知副产品是生石灰；CaO可制备硫酸钙，没有废物生成；由于CaSO4溶解度小，因此该反应的产率比较低。

考点：考查了物质分离、提纯的实验方案设计的相关知识。