Question

【題目】最近，我國利用生產磷銨排放的廢渣磷石膏制取硫酸并聯產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。具體生產流程如下：

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）熱交換器是實現冷熱交換的裝置．化學實驗中也經常利用熱交換來實現某種實驗目的，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）利用生產磷銨排放的廢渣磷石膏制取硫酸，其中SO2生產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中發生反應的化學方程式是___________，為提高三氧化硫的產率，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。此時氣體經過C后不立即進入D是因為：___________；

④20%的發煙硫酸（SO3的質量分數為20%）1噸需加水___________噸（保留2位有效數字）才能配制成98%的成品硫酸。

（5）制硫酸所產生的尾氣除了含有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___________（選填字母）

A．NaOH溶液、酚酞試液

B．KMnO4溶液、稀H2SO4

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；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）BC。

【解析】

試題分析：（1）磷酸和氨氣極易反應，為防止反應過于迅速會產生倒吸的危險，要采用防倒吸裝置，故答案為：；

（2）能實現氣、液熱交換的裝置是冷凝管，下口進水傷口處誰，氣體和水流方向相反，故答案為：冷凝管；

（3）由信息可知生產磷銨排放的廢渣磷石膏制取硫酸，磷灰石的主要成分是Ca3（PO4）2，在萃取槽中與硫酸發生反應，有磷酸生成，結合流程中硫酸制備，故固體A應為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）A、NaOH溶液與SO2、微量的SO3和酸霧反應，測量的SO2含量偏高，故A錯誤；B、硫酸尾氣中只有SO2能被酸性KMnO4溶液氧化，溶液顏色由紫紅色變為無色，根據KMnO4溶液的體積結合方程式計算SO2的含量，故B正確；C、硫酸尾氣中只有SO2能被碘水氧化SO2，溶液顏色由藍色變為無色，根據碘水溶液的體積結合方程式計算SO2的含量，故C正確；D、氨水NaOH溶液與SO2、微量的SO3和酸霧反應，測量的SO2含量偏高，故D錯誤，故選BC。