Question

20．最近，我國利用生產磷銨排放的廢渣磷石膏制取硫酸并聯產水泥的技術研究獲得成功．具體生產流程如圖所示：

請回答下列問題：
（1）操作a的名稱是過濾，實驗室中進行此操作的非玻璃儀器或用品有鐵架臺（含鐵圈）、濾紙；在實驗室中操作b的名稱是蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶．
（2）在裝置a中還生成兩種酸式鹽，它們的化學式分別是NH₄H₂PO₄、（NH₄）₂HPO₄．
（3）依題意猜測固體A中一定含有的物質的化學式是CaSO₄（結晶部分不寫）．
（4）“熱交換器”是利用“廢熱”預熱參與反應的SO₂和O₂，除此之外還可利用硫酸工業(yè)的“廢熱”發(fā)電．
（5）SO₃在吸收塔（填設備名稱）中用98%的濃硫酸吸收轉化為發(fā)煙硫酸．

Answer 1

分析 （1）操作a是把固體與液體分開，應為過濾；過濾需要燒杯、漏斗、玻璃棒、鐵架臺（含鐵圈）、濾紙等；操作b是由溶液中析出晶體，應萃取蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶等操作；磷酸受熱容易分解，在結晶時應采用低溫蒸發(fā)結晶；
（2）裝置a中磷酸與氨氣發(fā)生反應，可以生成（NH₄）₃PO₄、（NH₄）₂HPO₄、NH₄H₂PO₄；
（3）由信息可知生產磷銨排放的廢渣磷石膏制取硫酸，磷灰石的主要成分是Ca₃（PO₄）₂，在萃取槽中與硫酸發(fā)生反應，有磷酸生成，結合流程中硫酸制備，故固體A應為CaSO₄；
（4）根據流程，熱交換內將二氧化硫轉化成三氧化硫，根據二氧化硫轉化成三氧化硫的條件回答；
（5）工業(yè)上三氧化硫在吸收塔里被濃硫酸吸收轉化為發(fā)煙硫酸．

解答 解：（1）由向裝置a中通入氨氣和加入磷酸可知，在裝置a中生成磷銨，結合通過操作b、a后有磷銨這種“產物”出現，故操作b為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶，操作a為過濾，過濾操作需要漏斗、玻璃棒、燒杯、鐵架臺（含鐵圈）和濾紙等儀器，從溶液中析出晶體的方法是：將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶可得相應晶體，
故答案為：過濾；鐵架臺（含鐵圈）、濾紙；蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶；
（2）裝置a中磷酸與氨氣發(fā)生反應，磷酸是三元酸，可以生成（NH₄）₃PO₄、（NH₄）₂HPO₄、NH₄H₂PO₄三種鹽，其中（NH₄）₂HPO₄、NH₄H₂PO₄兩種酸式鹽，
故答案為：（NH₄）₂HPO₄、NH₄H₂PO₄；
（3）由信息可知生產磷銨排放的廢渣磷石膏制取硫酸，磷灰石的主要成分是Ca₃（PO₄）₂，在萃取槽中與硫酸發(fā)生反應，有磷酸生成，結合流程中硫酸制備，故固體A應為CaSO₄，
故答案為：CaSO₄；
（4）根據流程，熱交換內將二氧化硫轉化成三氧化硫，而二氧化硫轉化成三氧化硫需要加熱，所以“熱交換器”是利用“廢熱”預熱即將參與反應的SO₂和O₂，除此之外還可利用硫酸工業(yè)的“廢熱”取暖或發(fā)電等，
故答案為：參與反應的SO₂和O₂；發(fā)電；
（5）工業(yè)生產時在吸收塔中用98%的濃硫酸吸收三氧化硫，防止三氧化硫直接溶于水后放出大量的熱，從而使水沸騰，產生大量酸霧，影響三氧化硫的吸收，
故答案為：吸收塔； 98%的濃硫酸．

點評 本題考查了物質分離與提純方法的綜合應用，題目難度中等，明確實驗目的為解答關鍵，注意掌握化學實驗基本操作方法，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學實驗能力．