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(fā)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(fā)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___________________。

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。