Question

如圖是現今常規生產發煙硫酸和硫酸的流程圖：
（1）在④處二氧化硫被氧化成三氧化硫，④的設備名稱是

 

．該處發生反應的方程式為

 

．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⑦處進行二次催化處理的原因是

 

．
（3）⑤處氣體混合物主要是氮氣和三氧化硫．此時氣體經過⑥后不立即進入⑦是因為：

 

．
（4）20%的發煙硫酸（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）在②處發生1500℃的“不完全燃燒”，即先混入少量干燥空氣，然后在③處于700℃下再繼續燃燒．試簡述這種燃燒方式對環境保護是有利的原因

 

．

Answer 1

考點：工業制取硫酸

專題：元素及其化合物,化學應用

分析：（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+O₂

催化劑

高溫

2SO₃，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；
（2）2SO₂+O₂

催化劑

高溫

2SO₃為可逆反應，從提高產率和環境保護角度分析；
（3）通過吸收塔C后，混合氣體中SO₃含量較多，分析對2SO₂+O₂

催化劑

高溫

2SO₃平衡移動的影響；
（4）1噸20%的發煙硫酸中含SO₃的質量為0.2t，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；
（5）在②處高溫條件下，氮氣與氧氣生成氮氧化物，有污染，在③處較低溫度時氮氧化物被為N₂，根據對環境的影響分析．

解答： 解：（1）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+O₂

催化劑

高溫

2SO₃，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+O₂

催化劑

高溫

2SO₃；等溫過程；
（2）2SO₂+O₂

催化劑

高溫

2SO₃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，能減少二氧化硫的排放，保護環境，
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境；
（3）通過吸收塔⑥后，混合氣體中SO₃含量較多，由2SO₂+O₂

催化劑

高溫

2SO₃可知，不利于平衡正向移動，
故答案為：通過吸收塔⑥后，混合氣體中SO₃含量較多，不利于SO₂的催化氧化反應進行；
（4）1噸20%的發煙硫酸中含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）在②處高溫條件下，氮氣與氧氣生成氮氧化物，氮的氧化物屬于有毒氣體，會污染空氣，在③處較低溫度時氮氧化物被為N₂，氮氣無污染；
故答案為：在高溫下，空氣的氮氣和氧氣反應生成氮氧化物，有污染．低溫下，氮氧化物被還原，生成N₂，對環境保護有利．

點評：本題考查了化學工業生產流程的分析、實驗操作以及產物的判斷和計算，綜合性強，掌握工業制取硫酸的原理和流程是解題的關鍵，難度中等．