【化学-选修2化学与技术】(15分)
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 .
⑴ 接触室;2SO2+O22SO3;等温过程
⑵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
⑶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。
⑷0.066
⑸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
题目分析:(1)二氧化硫被氧化成三氧化硫是在接触室内进行的,该处发生反应的方程式为2SO2+O22SO3;为提高三氧化硫的产率,该处应采用等温过程。(2)该反应为可逆反应,在⑦处进行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)⑤处气体混合物主要是氮气和三氧化硫,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,故不立即进入⑦;(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1.245t,换算为98%的浓硫酸质量为1.245t÷98%=1.066t,故加入的水的质量为0.066t;(5)因为在高温下,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。