Question

【化學-選修2化學與技術】（15分）
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

⑴ 接觸室；2SO₂＋O₂2SO₃；等溫過程
⑵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
⑶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。
⑷0．066
⑸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

解析試題分析：（1）二氧化硫被氧化成三氧化硫是在接觸室內進行的，該處發生反應的方程式為2SO₂＋O₂2SO₃；為提高三氧化硫的產率，該處應采用等溫過程。（2）該反應為可逆反應，在⑦處進行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）⑤處氣體混合物主要是氮氣和三氧化硫，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，故不立即進入⑦；（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1.245t，換算為98%的濃硫酸質量為1.245t÷98%=1.066t，故加入的水的質量為0.066t；（5）因為在高溫下，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。
考點：考查工業制備硫酸的原理。