Question

【化学——选修2:化学与技术】(15分)利用生产磷铵［(NH₄)₃PO₄］排放的废渣磷灰石［(Ca₃(PO₄)₂)］制取硫酸并联产水泥的工艺流程如下:

（1）操作a的名称    ,实验室中进行此操作时用到的玻璃仪器有     。

（2）在实验室中操作b包括____、冷却结晶。

（3）干燥机中发生反应的化学方程式为      。

（4）水泥常用做建筑材料，是利用了水泥的     性质。

（5）SO₂的催化氧化反应为2SO₂(g)十O₂(g)2SO₃(g)。实验测得压强及温度对SO₂转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为SO₂:7%、0₂:11%、N₂:82%)。

①实际生产中，SO₂的催化氧化反应是在常压、400℃—500℃条件下进行。采用常压的主要原因是    ；该反应化学平衡常数大小关系是:K(400℃)       K(500℃)(填“＞”、“＜”或“=”)。

②催化氧化时使用热交换器的原因是     。

（6）制硫酸所产生的尾气除了含有N₂、O₂外,还含有SO₂、微量的SO₃和酸雾。下列能用于测定硫酸尾气中SO₂含量的试剂组是    。(填写相应字母)

a、NaOH溶液、酚酞试液           b、Na₂CO₃溶液、酚酞试液

c、碘水、淀粉溶液               d、KMnO₄溶液、稀硫酸

Answer

(15分) (1) 过滤（1分），漏斗、玻璃棒、烧杯（2分）

（2）蒸发浓缩（2分）

（3）2CaSO4·2H2O + C2CaO + 2SO2↑+ CO2↑ +4 H2O（2分）

（4）水硬性（1分）

（5）①常压下SO2的转化率已经很高，且增大压强时SO2的转化率提高不多，但成本增加较多（2分）；＞（1分）

②移去反应中放出的热量，使反应后的气体降温并预热未反应的气体（2分）

（6）c、d（2分）

【解析】

试题分析：（1）操作a的分离难溶性固体与可溶性液体混合物的方法，名称是过滤；实验室中进行此操作时用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯；（2）在实验室中操作b是从磷酸铵溶液中获得磷酸铵晶体的操作，包括蒸发浓缩、冷却结晶。（3）在干燥机中石膏与焦炭在高温下发生反应，产生CaO、SO2、CO2及水，发生反应的化学方程式为2CaSO4·2H2O + C2CaO + 2SO2↑+ CO2↑ +4 H2O;（4）水泥常用做建筑材料，是利用了水泥具有水硬性性质。（5）①实际生产中，SO2的催化氧化反应是在常压、400℃ —500℃ 条件下进行。采用常压的主要原因是常压下SO2的转化率已经很高，且增大压强时SO2的转化率提高不多，但成本增加较多，不划算；在其它条件不变时，升高温度，SO2转化率降低，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，逆反应方向是吸热反应，所以该反应的正反应是放热反应，所以化学平衡常数：K(400℃ ) ＞K(500℃)；②催化氧化时使用热交换器的原因是移去反应中放出的热量，使反应后的气体降温并预热需要发生反应的未反应的气体，使能量得到充分利用。（6） a、NaOH溶液与SO2、SO3都会发生反应，因此不能测定硫酸尾气中SO2含量，错误；b、由于硫酸、亚硫酸的酸性都比碳酸强，因此气体中的SO2、SO3都与Na2CO3溶液发生反应，因此不能测定硫酸尾气中SO2含量，错误；c、碘水只可以与SO2发生反应，所以用淀粉溶作指示剂，可以测定硫酸尾气中SO2含量，正确； d、KMnO4溶液有强的氧化性，可以与SO2发生反应，使溶液褪色，因此可以在稀硫酸酸化下根据消耗的KMnO4溶液多少，测定硫酸尾气中SO2含量，正确。

考点：考查物质制备工艺流程的知识。