Question

［化学——选修2:化学与技术］(15分)利用生产磷铵［(NH₄)₃P0₄］排放的废渣磷灰石［(Ca₃(P0₄)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)十0₂(g) 2S0₃(g)。实验测得压强及温度对S0₂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，S0₂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、0₂外，还含有SO₂、微量的S0₃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、Na₂C0₃溶液、酚酞试液

c、碘水、淀粉溶液                d、KMn0₄溶液、稀硫酸

Answer

(15分)

（1）过滤 ，漏斗、玻璃棒、烧杯

（2）蒸发浓缩

（3）2CaSO4·2H2O＋C 2CaO＋2SO2↑＋CO2↑ ＋4H2O↑

（4）水硬性

（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

（6）cd

【解析】

试题分析：（1）分离固体和液体的方法是过滤；过滤操作用到的仪器有盛放药品的烧杯、过滤的漏斗、引流作用的玻璃棒、固定漏斗的铁架台(含铁圈)、滤纸等，此操作的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯

（2）从溶液中析出晶体的方法是：将溶液蒸发浓缩、冷却结晶可得相应晶体；

（3）根据流程图可知，将石膏和焦炭放入干燥机中，在900-1300 ℃时生成CaO，SO2、CO2 和水，所以干燥机中发生反应的化学方程式为2CaSO4·2H2O＋C 2CaO＋2SO2↑＋CO2 ↑＋4H2O↑

（4）水泥具有水硬性，所以水泥常用做建筑材料。

（5）①根据表格信息可知，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，所以工业生产中常采用常压；根据表格提供的信息，压强不变，升高温度，二氧化硫的转化率降低，说明平衡逆向移动，而升高温度，平衡向吸热反应方向移动，该反应正向为放热反应，所以K(400 ℃)＞K(500 ℃)；

②为了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，催化氧化时使用热交换器。

（6）a、NaOH溶液与SO2 、微量的SO3和酸雾反应，测量的SO2含量偏高，错误；b、Na2CO3 与SO2 、微量的SO3和酸雾反应，测量的SO2含量偏高，错误；c、硫酸尾气中只有SO2能被碘水氧化，溶液颜色由蓝色变为无色，根据碘水溶液的体积结合方程式计算SO2的含量，正确；d、硫酸尾气中只有SO2能被酸性KMnO4 溶液氧化，溶液颜色由紫红色变为无色，根据KMnO4 溶液的体积结合方程式计算SO2的含量，d正确；选cd。

考点：考查利用磷灰石制取硫酸并联产水泥的工艺流程，过滤，物质的分离与提纯，影响化学平衡的因素。