Question

[化学——选修2化学与技术]（15分）工业上常产生大量的废气、废水、废渣、废热，如果处理不好，随意排放，会造成污染，而如果科学回收，可变废为宝。

（1）一座大型硫酸厂同时又是一座能源工厂，硫酸厂生产过程中的余热若能充分回收利用，不仅不需要外界供应能源，而且还可以向外界输出大量的热能。硫酸厂产生余热的主要设备有________。

（2）硫酸厂产生的大量烧渣（硫铁矿煅烧后的灰渣）的用途是________（写一种即可）；写出电解精炼铜阳极泥的一种用途________。

（3）工业制硫酸的尾气中含有的少量SO₂，可先用氨水吸收，再用稀硫酸处理。

①该反应的化学方程式为_________；

②这样处理的优点是____________________。

（4）干熄焦技术是将炼焦炉推出的约1 000℃的赤热焦炭，在熄焦室中被其逆流的冷惰性气体（主要成分是氮气，温度在170～190℃）熄灭，被加热到700～800℃的惰性气体经除尘后进入余热锅炉，产生的过热蒸气送往汽轮发电机发电。干熄1 t焦炭可产生500 kg过热蒸气，可折合成46 kg标准煤。举出两例采用逆流原理的化工设备或化学仪器________、________。

（5）下图表示石灰-石膏法吸收SO₂的工艺流程，写出反应的化学方程式           。

Answer

（1）沸腾炉和接触室 ；（2）作高炉炼铁的原料（或回收有色金属、提取金银、制砖等合理答案都可）；回收贵金属金、银等；（3）①SO2＋NH3·H2O=NH4HSO3、2NH4HSO3＋H2SO4= (NH4)2SO4＋2H2O＋2SO2↑，[或SO2＋2NH3·H2O===(NH4)2SO3＋H2O，(NH4)2SO3＋H2SO4=== (NH4)2SO4＋H2O＋SO2↑] ②生成的SO2可用作制硫酸的原料，硫酸铵可作化肥；（4）热交换器，冷凝管（或工业制硫酸中的吸收塔） （5）SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O ，2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4·2H2O。

【解析】

试题分析：（1）工业制硫酸的设备名称：沸腾炉、接触室、吸收塔， 沸腾炉中发生的反应：4FeS2＋11O2=2Fe2O3＋8SO2，此反应是放热反应，接触室中反应方程式：2SO2＋O22SO3，此反应是放热反应，吸收塔用浓硫酸吸收三氧化硫，硫酸厂产生余热的主要设备沸腾炉、接触室；(2)硫铁矿煅烧后的灰渣是三氧化二铁，可以作高炉炼铁的原料，制砖等；粗铜作阳极，粗铜中含有锌、铁、银、金等金属，阳极泥主要成分是银和金等贵重金属，阳极泥的用途提炼金银等贵重金属；(3)①SO2有酸性，氨水显碱性，发生中和反应：H2O＋SO2＋NH3=NH4HSO3或者2NH3＋SO2＋H2O=(NH4)2SO3，硫酸的酸性强于亚硫酸的，发生的反应：2NH4HSO3＋H2SO4=(NH4)2SO4＋2H2O＋2SO2↑或(NH4)2SO3＋H2SO4=(NH402SO4＋SO2↑＋H2O；②接触室出来的SO2是少量的，现在富集起来，再通入到接触室中，同时产生的铵盐可以用作铵肥，优点：生成的SO2可用作制硫酸的原料，硫酸铵可作化肥；(4)采用逆流法的是接触室(热交换器)：此反应是放热反应从上往下，降低温度有利于反应向正反应方向进行，吸收塔：从上往下喷洒98.3%浓硫酸，增加它们的接触面积，有利于SO3的吸收；（5）利用SO2的酸性和氢氧化钙的碱性发生中和反应：Ca(OH)2＋SO2=CaSO3＋H2O，CaSO3中的S具有还原性，与氧气反生氧化还原反应：2CaSO3＋O2＋4H2O=2CaSO4·2H2O。

考点：考查工业制硫酸设备、原理等知识。