Question

如图是现今常规生产发烟硫酸和硫酸的流程图：
（1）在④处二氧化硫被氧化成三氧化硫，④的设备名称是

 

．该处发生反应的方程式为

 

．为提高三氧化硫的产率，该处应采用

 

（填“等温过程”或“绝热过程”）．
为宜．
（2）在⑦处进行二次催化处理的原因是

 

．
（3）⑤处气体混合物主要是氮气和三氧化硫．此时气体经过⑥后不立即进入⑦是因为：

 

．
（4）20%的发烟硫酸（SO₃的质量分数为20%）1吨需加水

 

吨（保留2位有效数字）才能配制成98%的成品硫酸．
（5）在②处发生1500℃的“不完全燃烧”，即先混入少量干燥空气，然后在③处于700℃下再继续燃烧．试简述这种燃烧方式对环境保护是有利的原因

 

．

Answer 1

考点：工业制取硫酸

专题：元素及其化合物,化学应用

分析：（1）二氧化硫在接触室中被氧化成三氧化硫，化学方程式为2SO₂+O₂

催化剂

高温

2SO₃，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，不利于提高三氧化硫的产率；
（2）2SO₂+O₂

催化剂

高温

2SO₃为可逆反应，从提高产率和环境保护角度分析；
（3）通过吸收塔C后，混合气体中SO₃含量较多，分析对2SO₂+O₂

催化剂

高温

2SO₃平衡移动的影响；
（4）1吨20%的发烟硫酸中含SO₃的质量为0.2t，加水后可生成H₂SO₄0.245t，即硫酸的总质量为1.045t，换算为98%的浓硫酸质量为1.045t÷98%=1.066t；
（5）在②处高温条件下，氮气与氧气生成氮氧化物，有污染，在③处较低温度时氮氧化物被为N₂，根据对环境的影响分析．

解答： 解：（1）①二氧化硫在接触室中被氧化成三氧化硫，化学方程式为2SO₂+O₂

催化剂

高温

2SO₃，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，不利于提高三氧化硫的产率，因此应选择等温过程，
故答案为：接触室；2SO₂+O₂

催化剂

高温

2SO₃；等温过程；
（2）2SO₂+O₂

催化剂

高温

2SO₃为可逆反应，二次催化使尚未反应的SO₂尽量催化氧化成SO₃，可以降低成本提高原料利用率，能减少二氧化硫的排放，保护环境，
故答案为：该反应为可逆反应，二次催化使尚未反应的SO₂尽量催化氧化成SO₃，可以降低成本提高原料利用率和保护环境；
（3）通过吸收塔⑥后，混合气体中SO₃含量较多，由2SO₂+O₂

催化剂

高温

2SO₃可知，不利于平衡正向移动，
故答案为：通过吸收塔⑥后，混合气体中SO₃含量较多，不利于SO₂的催化氧化反应进行；
（4）1吨20%的发烟硫酸中含SO₃的质量为0.2t，硫酸为0.8t，加水后可生成H₂SO₄0.245t，即硫酸的总质量为1.045t，换算为98%的浓硫酸质量为1.045t÷98%=1.066t，故加入的水的质量为0.066t，
故答案为：0.066；
（5）在②处高温条件下，氮气与氧气生成氮氧化物，氮的氧化物属于有毒气体，会污染空气，在③处较低温度时氮氧化物被为N₂，氮气无污染；
故答案为：在高温下，空气的氮气和氧气反应生成氮氧化物，有污染．低温下，氮氧化物被还原，生成N₂，对环境保护有利．

点评：本题考查了化学工业生产流程的分析、实验操作以及产物的判断和计算，综合性强，掌握工业制取硫酸的原理和流程是解题的关键，难度中等．