煤制天然氣工藝是煤高效潔凈利用的新途徑之一，其工藝流程簡(jiǎn)圖如圖1：
（1）反應(yīng)Ⅰ：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g） ΔH=+135kJ?mol^-l，通入的氧氣會(huì)與部分碳發(fā)生燃燒反應(yīng)。請(qǐng)利用能量轉(zhuǎn)化及平衡移動(dòng)原理說(shuō)明通入氧氣的作用：

氧氣與碳發(fā)生燃燒反應(yīng)放熱，放出的熱被可逆反應(yīng)C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）吸收利用，促進(jìn)反應(yīng)正向移動(dòng)

氧氣與碳發(fā)生燃燒反應(yīng)放熱，放出的熱被可逆反應(yīng)C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）吸收利用，促進(jìn)反應(yīng)正向移動(dòng)

。
（2）反應(yīng)Ⅱ：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）ΔH=-41kJ?mol^-l。如圖2表示不同溫度條件下，煤氣化反應(yīng)Ⅰ發(fā)生后的汽氣比（水蒸氣與原料氣中CO物質(zhì)的量之比）與CO平衡轉(zhuǎn)化率的變化關(guān)系。
①判斷T₁、T₂和T₃的大小關(guān)系：

T₁＜T₂＜T₃

T₁＜T₂＜T₃

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②若煤氣化反應(yīng)Ⅰ發(fā)生后的汽氣比為0.8，經(jīng)煤氣化反應(yīng)Ⅰ和水氣變換反應(yīng)Ⅱ后，得到CO與H₂的物質(zhì)的量之比為1：3，CO的轉(zhuǎn)化率為：

50%

50%

。
（3）①甲烷化反應(yīng)Ⅳ發(fā)生之前需要進(jìn)行脫酸反應(yīng)Ⅲ。煤經(jīng)反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ后的氣體中含有兩種酸性氣體，分別是H₂S和

CO₂

CO₂

。
②工業(yè)上常用熱碳酸鉀法脫除H₂S氣體得到兩種酸式鹽，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是

K₂CO₃+H₂S═KHS+KHCO₃

K₂CO₃+H₂S═KHS+KHCO₃

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（4）為了減少對(duì)環(huán)境的污染，應(yīng)用電解法對(duì)煤進(jìn)行脫硫處理具有脫硫效率高、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。電解脫硫的基本原理如圖3所示，利用電極反應(yīng)將Mn2⁺轉(zhuǎn)化成Mn³⁺，Mn³⁺再將煤中的含硫物質(zhì)（主要是FeS₂） 氧化為Fe³⁺和SO₄^2-：
①陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為：

Mn²⁺-e^-=Mn³⁺

Mn²⁺-e^-=Mn³⁺

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②電解剛剛開(kāi)始時(shí)，觀察到陰極石墨棒上有無(wú)色氣體產(chǎn)生，請(qǐng)用化學(xué)用語(yǔ)解釋產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因：

2H⁺+2e^-=H₂↑

2H⁺+2e^-=H₂↑

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③電解過(guò)程中，混合溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是：

FeS₂+15Mn³⁺+8H₂O═Fe³⁺+15Mn²⁺+2SO₄^2-+16H⁺

FeS₂+15Mn³⁺+8H₂O═Fe³⁺+15Mn²⁺+2SO₄^2-+16H⁺

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