Question

【题目】新能源页岩气，正在冲击传统能源体系。据报道，我国页岩气储量排名世界第一，合理开采将有利于改善我国的能源结构，川南页岩气田分布在泸州等地。页岩气是藏身于地下3000多米的页岩层裂缝中的天然气，在此高压环境中，还有部分溶解于裂缝中存在的少量石油里。目前，开采页岩气时从地表钻井到页岩层，向地下压入大量水和沙，使页岩气所在的地层产生缝隙，因压强降低，页岩气将从其藏匿处逸岀。这些水和沙将被抽回地面，形成返排液。

回答下列问题：

（1）页岩气中主要成分的化学式是_____，溶解在石油中的页岩气逸出的原因_____。

（2）页岩气中还可能含有乙烷（C2H6），写出乙烷完全燃烧的化学方程式_____。

（3）返排液是油、水溶液和沙组成的混合物。从返排液中分离出沙的实验操作名称是____；下表是某返排液中水溶液的主要成分及其含量，质量分数最高的金属离子是____，这些离子的含量远高于自然水。

离子	K+	Ca2+	Mg2+	HCO	Cl-
含量（mg/L）	310	491	129	470	26.1

（4）结合上文分析简答：开采时可能产生的主要环保问题是___（写一点），你的解决建议是_____。

Answer 1

【答案】CH4 是压强降低，气体溶解度随压强减小而减小 过滤 Ca2+ 水体污染 对返排液集中净化处理

【解析】

(1)页岩气是藏身于地下3000多米的页岩层裂缝中的天然气，天然气的主要成分是甲烷，故填写：CH4；

根据气体溶解度影响因素：温度相同时，气体压强越大，溶解度越大可知，溶解在石油中的页岩气逸出的原因是压强降低，气体溶解度随压强减小而减小，故填写：是压强降低，气体溶解度随压强减小而减小；

(2)乙烷（C2H6）是由碳元素和氢元素组成，根据质量守恒定律的实质可知，乙烷完全燃烧生成二氧化碳和水，故填写：；

(3)返排液是油、水溶液和沙组成的混合物，油、水是液体，沙为固体，从返排液中分离出沙，可以采用固液分离技术，即用过滤进行分离，故填写：过滤；

由表可知，返排液中Ca2+(491mg/L)的含量最高，表中溶液为同一溶液，溶液质量相等，体积相等，根据溶液中溶质质量分数等于溶质的质量与溶液质量之比可知， 溶液中钙离子的质量最大，质量分数最高，故填写：Ca2+；

(4)由题干可知，返排液中含有石油，直接排放，会造成水体污染，故填写：水体污染；

为了避免水体污染，排放前应对返排液集中净化处理，故填写：对返排液集中净化处理。