Question

宜昌提出建設(shè)中國最大磷礦交易市場，充分利用磷礦資源實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，工業(yè)上利用生產(chǎn)磷銨排放的廢渣磷石膏制取硫酸并聯(lián)產(chǎn)水泥的技術(shù)研究獲得成功．具體生產(chǎn)流程如圖：
回答下列問題：
（1）裝置a中生成兩種酸式鹽，它們的化學(xué)式分別是

 

．
（2）依題意猜測固體A中一定含有的物質(zhì)的化學(xué)式是

 

（結(jié)晶水部分不寫）．
（3）利用生產(chǎn)磷銨排放的廢渣磷石膏制取硫酸，其中SO₂生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖如圖所示：

①在A處二氧化硫被氧化成三氧化硫，設(shè)備A的名稱是

 

，設(shè)備A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．為提高三氧化硫的產(chǎn)率，該處應(yīng)采用

 

（填“等溫過程”或“絕熱過程”）為宜．
②在D處進行二次催化處理的原因是

 

．
③B處氣體混合物主要是氮氣和三氧化硫．此時氣體經(jīng)過C后不立即進入D是因為：

 

．
④20%的發(fā)煙硫酸（SO₃的質(zhì)量分數(shù)為20%）1噸需加水

 

噸（保留2位有效數(shù)字）才能配制成98%的成品硫酸．

Answer 1

考點：原料與能源的合理利用

專題：元素及其化合物,化學(xué)應(yīng)用

分析：（1）裝置a中磷酸與氨氣發(fā)生反應(yīng)，可以生成（NH₄）₃PO₄、（NH₄）₂HPO₄、NH₄H₂PO₄．
（2）由信息可知生產(chǎn)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(yīng)，有磷酸生成，結(jié)合流程中硫酸制備，故固體A應(yīng)為CaSO₄；
（3）①二氧化硫在接觸室中被氧化成三氧化硫，化學(xué)方程式為2SO₂+O₂

催化劑

△

2SO₃，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，不利于提高三氧化硫的產(chǎn)率；
②2SO₂+O₂

催化劑

△

2SO₃為可逆反應(yīng)，從提高產(chǎn)率和環(huán)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

△

2SO₃平衡移動的影響；
④1噸20%的發(fā)煙硫酸中含SO₃的質(zhì)量為0.2t，加水后可生成H₂SO₄0.245t，即硫酸的總質(zhì)量為1.045t，換算為98%的濃硫酸質(zhì)量為1.045t÷98%=1.066t．

解答： 解：（1）裝置a中磷酸與氨氣發(fā)生反應(yīng)，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．
（2）由信息可知生產(chǎn)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(yīng)，有磷酸生成，結(jié)合流程中硫酸制備，故固體A應(yīng)為CaSO₄．
故答案為：CaSO₄；
（3）①二氧化硫在接觸室中被氧化成三氧化硫，化學(xué)方程式為2SO₂+O₂

催化劑

△

2SO₃，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，不利于提高三氧化硫的產(chǎn)率，因此應(yīng)選擇等溫過程，
故答案為：接觸室；2SO₂+O₂

催化劑

△

2SO₃；等溫過程；
②2SO₂+O₂

催化劑

△

2SO₃為可逆反應(yīng)，二次催化使尚未反應(yīng)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(huán)境，
故答案為：該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，二次催化使尚未反應(yīng)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(huán)境；
③通過吸收塔C后，混合氣體中SO₃含量較多，由2SO₂+O₂

催化劑

△

2SO₃可知，不利于平衡正向移動，
故答案為：通過吸收塔C后，混合氣體中SO₃含量較多，不利于SO₂的催化氧化反應(yīng)進行；
④1噸20%的發(fā)煙硫酸中含SO₃的質(zhì)量為0.2t，硫酸為0.8t，加水后可生成H₂SO₄0.245t，即硫酸的總質(zhì)量為1.045t，換算為98%的濃硫酸質(zhì)量為1.045t÷98%=1.066t，故加入的水的質(zhì)量為0.066t，
故答案為：0.066．

點評：本題考查了化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)流程的分析、實驗操作以及產(chǎn)物的判斷和計算，綜合性強，為高考高頻考點，掌握工業(yè)制取硫酸、磷銨的原理和流程是解題的關(guān)鍵，難度一般．