Question

硫酸铵是化工、染织、医药、皮革等工业原料。某硫酸工厂利用副产品Y处理尾气SO₂得到CaSO₄，再与相邻的合成氨工厂联合制备(NH₄)₂SO₄，工艺流程如下：

   请回答以下问题：

（1）下列有关(NH₄)₂SO₄溶液的说法正确的是_____

A. 电离方程式:(NH₄)₂SO₄2NH₄⁺+SO₄^2-

B．水解离子方程式：NH₄⁺ + H₂O NH₃•H₂O +H⁺

C．离子浓度关系：c(NH₄⁺)+ c(H⁺ ) = c(SO₄^2- ) +c(OH^–) 

D．微粒浓度大小：c(NH₄⁺) >c(SO₄^2-) > c(H⁺) > c(NH₃•H₂O )>c(OH^–) 

（2）硫酸工业中，V₂O₅作催化剂时发生反应2SO₂+ O₂ 2SO₃，SO₂的转化率与温度、压强有关，请根据下表信息，结合工业生产实际，选择下表中最合适的温度和压强分别是__________。该反应420℃时的平衡常数_____520℃时的平衡常数（填“>”、“<”或“=”）。

	1.01×10^5Pa	5.05×10^5Pa	1.01×10^6Pa
420℃	0.9961	0.9972	0.9984
520℃	0.9675	0.9767	0.9852
620℃	0.8520	0.8897	0.9276

（3）在2L密闭容器中模拟接触法制备三氧化硫时，若第12分钟恰好达到平衡，测得生成SO₃的物质的量为1.2mol，计算前12分钟用氧气表示反应速率v(O₂)为___________。

（4）副产品Y是__。沉淀池中发生的主要反应方程式是___________________。

（5）从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是________________。

Answer

BD 420℃、1.01×105Pa > 0.025mol/(L.min) 氧化钙 CaSO4+CO2+2NH3+H2O==CaCO3↓+（NH4）2SO4 产生的CO2循环使用，物质充分利用，副产品有用，无污染性物质产生

【解析】本题分析：本题主要考查对于“工业制备(NH4)2SO4的工艺流程”的评价，涉及硫酸铵的水解等。

（1）A.(NH4)2SO4是强电解质，要用等号表示电离方程式，故A错误；B.正确；C.SO42-带2个单位负电荷，离子的电荷浓度关系：c(NH4+)+ c(H+ ) = 2c(SO42- ) +c(OH–)，故C错误； D. NH4+的水解程度小，从(NH4)2SO4的组成可以看出：c(NH4+) >c(SO42-)。溶液中的变化：H2OH++OH－，+H2ONH3 ·H2O+H+，所以 c(H+) > c(NH3•H2O )>c(OH–) 。总之，c(NH4+) >c(SO42-) > c(H+) > c(NH3•H2O )>c(OH–)，故D正确。故选BD。

（2）在420℃、1.01×105Pa时，转化率已相当高，没有必要加压，所以最合适的温度和压强分别是420℃、1.01×105Pa。该反应升温平衡左移，所以420℃时的平衡常数大于520℃时的平衡常数。

（3）v(SO3)=(1.2/12/2) mol/(L.min)= 0.05mol/(L.min)， v(O2)= v(SO3)/2=0.025mol/(L.min)。

（4）副产品Y是氧化钙。沉淀池中发生的主要反应的化学方程式是CaSO4+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+(NH4)2SO4。

（5）从绿色化学和资源综合利用的角度，上述流程的主要优点是产生的CO2循环使用，物质充分利用，副产品有用，无污染性物质产生。