Question

【題目】最近，我國利用生產(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：

回答下列問題：

（1）裝置a用磷酸吸收NH3。若該過程在實驗室中進行，請畫出裝置a的示意圖：_____。

（2）熱交換器是實現(xiàn)冷熱交換的裝置。化學實驗中也經(jīng)常利用熱交換來實現(xiàn)某種實驗目的，如氣、液熱交換時通常使用的儀器是_______________。

（3）依題意猜測固體A中一定含有的物質的化學式是___________（結晶水部分不寫）。

（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，設備A的名稱是___________，設備A中發(fā)生反應的化學方程式是______________。為提高三氧化硫的產(chǎn)率，該處應采用_____（填“等溫過程”或“絕熱過程”）為宜。

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

③B處氣體混合物主要是氮氣和三氧化硫．此時氣體經(jīng)過C后不立即進入D是因為：___________。

④20%的發(fā)煙硫酸（SO3的質量分數(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）；等溫過程；

②該反應為可逆反應，二次催化使尚未反應的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環(huán)境；

③通過吸收塔C后，混合氣體中SO3含量較多，不利于SO2的催化氧化反應進行；

④0.066；

（5）B、C

【解析】

試題分析：（1）裝置a用磷酸吸收NH3時注意氨氣極易溶解，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為：3H2SO4+Ca3(PO4)2=2H3PO4+3CaSO4，所以固體A中一定含有的物質的化學式是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，化學方程式為2SO2+O22SO3，該反應為放熱反

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

故答案為：接觸室；2SO2+O22SO3；等溫過程；

②2SO2+O22SO3為可逆反應，二次催化使尚未反應的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環(huán)境。

故答案為：該反應為可逆反應，二次催化使尚未反應的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環(huán)境；

③通過吸收塔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。

故答案為：通過吸收塔C后，混合氣體中SO3含量較多，不利于SO2的催化氧化反應進行；

④1噸20%的發(fā)煙硫酸中含SO3的質量為0.2t，硫酸為0.8t，加水后可生成H2SO40.245t，即硫酸的總質量為1.045t，換算為98%的濃硫酸質量為1.045t÷98%=1.066t，故加入的水的質量為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具有較強的還原性，所以可以利用氧化還原反應原理、選擇合適的氧化劑滴定的方法來測定硫酸尾氣中SO2含量A．因為SO2、微量的SO3和酸霧均能與NaOH溶液反應，故A錯誤； B．只有SO2能與KMnO4溶液、稀硫酸溶液反應且恰好發(fā)生反應時溶液有顏色變化，故B正確；C．只有SO2能與碘水、淀粉溶液反應且恰好發(fā)生反應時溶液有顏色變化，故C正確； D．因為SO2、微量的SO3和酸霧均能與氨水反應，故D錯誤。

故答案為：B、C。