Question

【題目】最近，我國(guó)利用生產(chǎn)磷銨排放的廢渣磷石膏制取硫酸并聯(lián)產(chǎn)水泥的技術(shù)研究獲得成功。已知磷灰石的主要成分是Ca3（PO4）2，具體生產(chǎn)流程如圖：

回答下列問(wèn)題：

（1）裝置a用磷酸吸收NH3。若該過(guò)程在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，請(qǐng)畫出裝置a的示意圖：_____。

（2）熱交換器是實(shí)現(xiàn)冷熱交換的裝置。化學(xué)實(shí)驗(yàn)中也經(jīng)常利用熱交換來(lái)實(shí)現(xiàn)某種實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�如氣、液熱交換時(shí)通常使用的儀器是_______________。

（3）依題意猜測(cè)固體A中一定含有的物質(zhì)的化學(xué)式是___________（結(jié)晶水部分不寫）。

（4）利用生產(chǎn)磷銨排放的廢渣磷石膏制取硫酸，其中SO2生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖如圖所示：

①在A處二氧化硫被氧化成三氧化硫，設(shè)備A的名稱是___________，設(shè)備A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________。為提高三氧化硫的產(chǎn)率，該處應(yīng)采用_____（填“等溫過(guò)程”或“絕熱過(guò)程”）為宜。

②在D處進(jìn)行二次催化處理的原因是_______________________。

③B處氣體混合物主要是氮?dú)夂腿�氧化硫．此時(shí)氣體經(jīng)過(guò)C后不立即進(jìn)入D是因?yàn)椋篲__________。

④20%的發(fā)煙硫酸（SO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%）1噸需加水_______噸（保留2位有效數(shù)字）才能配制成98%的成品硫酸。

（5）制硫酸所產(chǎn)生的尾氣除了含有N2、O2外，還含有SO2，微量的SO3和酸霧。能用于測(cè)定硫酸尾氣中SO2含量的是___________________。

A．NaOH溶液、酚酞試液 B．KMnO4溶液、稀硫酸

C．碘水、淀粉溶液 D．氨水、酚酞試液

Answer 1

【答案】（1）

（2）冷凝管

（3）CaSO4

（4）①接觸室；2SO2+O22SO3（2分）；等溫過(guò)程；

②該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，二次催化使尚未反應(yīng)的SO2盡量催化氧化成SO3，可以降低成本提高原料利用率和保護(hù)環(huán)境；

③通過(guò)吸收塔C后，混合氣體中SO3含量較多，不利于SO2的催化氧化反應(yīng)進(jìn)行；

④0.066；

（5）B、C

【解析】

試題分析：（1）裝置a用磷酸吸收NH3時(shí)注意氨氣極易溶解，為了防止倒吸可以選用。

故答案為：（或其他合理答案均可）；

（2）氣、液熱交換時(shí)通常使用的儀器是冷凝管。

故答案為：冷凝管；

（3）依題意磷灰石與硫酸制取磷酸的反應(yīng)為：3H2SO4+Ca3(PO4)2=2H3PO4+3CaSO4，所以固體A中一定含有的物質(zhì)的化學(xué)式是CaSO4。

故答案為：CaSO4；

（4）①二氧化硫在接觸室中被氧化成三氧化硫，化學(xué)方程式為2SO2+O22SO3，該反應(yīng)為放熱反

應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，不利于提高三氧化硫的產(chǎn)率，因此應(yīng)選擇等溫過(guò)程。

故答案為：接觸室；2SO2+O22SO3；等溫過(guò)程；

②2SO2+O22SO3為可逆反應(yīng)，二次催化使尚未反應(yīng)的SO2盡量催化氧化成SO3，可以降低

成本提高原料利用率和保護(hù)環(huán)境。

故答案為：該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，二次催化使尚未反應(yīng)的SO2盡量催化氧化成SO3，可以降低成本提高原料利用率和保護(hù)環(huán)境；

③通過(guò)吸收塔C后，混合氣體中SO3含量較多，由2SO2+O22SO3可知，不利于平衡正向移動(dòng)。

故答案為：通過(guò)吸收塔C后，混合氣體中SO3含量較多，不利于SO2的催化氧化反應(yīng)進(jìn)行；

④1噸20%的發(fā)煙硫酸中含SO3的質(zhì)量為0.2t，硫酸為0.8t，加水后可生成H2SO40.245t，即硫酸的總質(zhì)量為1.045t，換算為98%的濃硫酸質(zhì)量為1.045t÷98%=1.066t，故加入的水的質(zhì)量為0.066t。

故答案為：0.066；

（5）制硫酸所產(chǎn)生的尾氣除了含有N2、O2外，還含有SO2，微量的SO3和酸霧。其中SO2具有較強(qiáng)的還原性，所以可以利用氧化還原反應(yīng)原理、選擇合適的氧化劑滴定的方法來(lái)測(cè)定硫酸尾氣中SO2含量A．因?yàn)?/span>SO2、微量的SO3和酸霧均能與NaOH溶液反應(yīng)，故A錯(cuò)誤； B．只有SO2能與KMnO4溶液、稀硫酸溶液反應(yīng)且恰好發(fā)生反應(yīng)時(shí)溶液有顏色變化，故B正確；C．只有SO2能與碘水、淀粉溶液反應(yīng)且恰好發(fā)生反應(yīng)時(shí)溶液有顏色變化，故C正確； D．因?yàn)?/span>SO2、微量的SO3和酸霧均能與氨水反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。

故答案為：B、C。