Question

4．如圖是某企業(yè)設(shè)計的硫酸-磷肥-水泥聯(lián)產(chǎn)、海水-淡水多用、鹽-熱-電聯(lián)產(chǎn)的三大生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈流程圖．

根據(jù)上述產(chǎn)業(yè)流程回答下列問題：
（1）該流程①、②、③、④、⑤為能量或物質(zhì)的輸送，請分別寫出輸送的主要物質(zhì)的化學(xué)式或能量形式：①Fe₂O₃、②電能、③熱能、④SO₂、⑤H₂SO₄．
（2）接觸室發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$2SO₃．磷肥廠的主要產(chǎn)品是普鈣（磷酸二氫鈣和硫酸鈣），寫出由磷礦石和硫酸反應(yīng)制普鈣的化學(xué)方程式2Ca₅（PO₄）₃F+7H₂SO₄=3Ca（H₂PO₄）₂+7CaSO₄+2HF．
（3）用1噸硫鐵礦（FeS₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36%）接觸法制硫酸，制硫酸的產(chǎn)率為65%，則最后能生產(chǎn)出質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸0.39噸．
（4）吸收塔中用98.3%的濃H₂SO₄吸收SO₃，理由是用水吸收易形成酸霧，不利于SO₃的吸收．
（5）根據(jù)現(xiàn)代化工廠設(shè)計理念請?zhí)岢龈郀t煉鐵廠廢氣、廢渣及多余熱能的利用設(shè)想．廢氣（主要是高爐煤氣）經(jīng)除塵后可作為燃料、冶煉金屬的原料，廢渣（主要成分是硅酸鈣等），可用作水泥生產(chǎn)原料；廢渣（主要成分是硅酸鈣等），可用作礦渣磷肥的生產(chǎn)原料（寫出兩點即可）．

Answer 1

分析 硫鐵礦含有FeS₂，在沸騰爐中充分反應(yīng)可生成Fe₂O₃、SO₂，反應(yīng)放出的熱量可用于發(fā)電，生成的Fe₂O₃可用于冶煉鐵，二氧化硫可用于生產(chǎn)水泥，二氧化硫可在接觸室生成三氧化硫，在吸收塔生成硫酸，加入Ca₅（PO₄）₃F，可生成Ca（H₂PO₄）₂、CaSO₄，可用作磷肥，
（1）根據(jù)流程圖中工業(yè)生產(chǎn)的原料，及發(fā)生的反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化；
（2）接觸室中二氧化硫與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫；磷礦石和硫酸反應(yīng)生成Ca（H₂PO₄）₂、CaSO₄以及HF；
（3）根據(jù)FeS₂制取硫酸過程中涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式，利用關(guān)系法解題；
（4）吸收三氧化硫，避免形成酸霧；
（5）根據(jù)工廠的廢氣、廢渣的成分分析．

解答 解：（1）①中冶煉鋼鐵的原料是Fe₂O₃，②中熱電廠中向外提供的能量為電能，③沸騰爐中FeS₂與氧氣反應(yīng)放出大量的熱，④制硫酸時接觸室中二氧化硫被氧化，⑤硫酸工業(yè)中生成的硫酸，可用于制磷肥，
故答案為：①Fe₂O₃ ②電能 ③熱能 ④SO₂ ⑤H₂SO₄；
（2）接觸室中二氧化硫與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫，方程式為2SO₂+O₂    $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$    2SO₃，普鈣是磷酸二氫鈣和硫酸鈣，用硫酸與磷酸鈣反應(yīng)生成硫酸鈣和磷酸二氫鈣的化學(xué)方程式為2Ca₅（PO₄）₃F+7H₂SO₄=3Ca（H₂PO₄）₂+7CaSO₄+2HF，
故答案為：2SO₂+O₂    $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$    2SO₃；2Ca₅（PO₄）₃F+7H₂SO₄=3Ca（H₂PO₄）₂+7CaSO₄+2HF；
（3）FeS₂制取硫酸過程中，設(shè)生成的98%的硫酸為x噸，利用關(guān)系法列式，硫元素守恒，
                FeS₂ ～2H₂SO₄
              120          2×98
             1×36%×65%    98%x  
x=0.39，
故答案為：0.39；
（4）吸收三氧化硫，避免形成酸霧，可用濃硫酸吸收，具體為98.3%的濃H₂SO₄，原因是用水吸收易形成酸霧，不利于SO₃的吸收，
故答案為：98.3%的濃H₂SO₄；用水吸收易形成酸霧，不利于SO₃的吸收；
（5）根據(jù)工廠的廢氣、廢渣的成分可知，廢氣（主要是高爐煤氣）經(jīng)除塵后可作為熱風(fēng)爐、加熱爐和鍋爐等燃料；廢渣（主要成分是硅酸鈣等），可用作水泥生產(chǎn)原料，用于生產(chǎn)磷肥等．
故答案為：廢氣（主要是高爐煤氣）經(jīng)除塵后可作為燃料、冶煉金屬的原料；廢渣（主要成分是硅酸鈣等），可用作水泥生產(chǎn)原料；廢渣（主要成分是硅酸鈣等），可用作礦渣磷肥的生產(chǎn)原料．

點評 本題考查了工藝流程，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析、計算能力的考查，題目涉及硫酸工業(yè)、水泥工業(yè)、磷肥工業(yè)、海水的應(yīng)用等知識，內(nèi)容較多，題目難度中等，注意根據(jù)對應(yīng)的工業(yè)反應(yīng)原理分析．