Question

20．最近，我國(guó)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)流程如圖所示：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）操作a的名稱是過(guò)濾，實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行此操作的非玻璃儀器或用品有鐵架臺(tái)（含鐵圈）、濾紙；在實(shí)驗(yàn)室中操作b的名稱是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶．
（2）在裝置a中還生成兩種酸式鹽，它們的化學(xué)式分別是NH₄H₂PO₄、（NH₄）₂HPO₄．
（3）依題意猜測(cè)固體A中一定含有的物質(zhì)的化學(xué)式是CaSO₄（結(jié)晶部分不寫(xiě)）．
（4）“熱交換器”是利用“廢熱”預(yù)熱參與反應(yīng)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(shè)備名稱）中用98%的濃硫酸吸收轉(zhuǎn)化為發(fā)煙硫酸．

Answer 1

分析 （1）操作a是把固體與液體分開(kāi)，應(yīng)為過(guò)濾；過(guò)濾需要燒杯、漏斗、玻璃棒、鐵架臺(tái)（含鐵圈）、濾紙等；操作b是由溶液中析出晶體，應(yīng)萃取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶等操作；磷酸受熱容易分解，在結(jié)晶時(shí)應(yīng)采用低溫蒸發(fā)結(jié)晶；
（2）裝置a中磷酸與氨氣發(fā)生反應(yīng)，可以生成（NH₄）₃PO₄、（NH₄）₂HPO₄、NH₄H₂PO₄；
（3）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；
（4）根據(jù)流程，熱交換內(nèi)將二氧化硫轉(zhuǎn)化成三氧化硫，根據(jù)二氧化硫轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)合通過(guò)操作b、a后有磷銨這種“產(chǎn)物”出現(xiàn)，故操作b為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，操作a為過(guò)濾，過(guò)濾操作需要漏斗、玻璃棒、燒杯、鐵架臺(tái)（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(jié)晶可得相應(yīng)晶體，
故答案為：過(guò)濾；鐵架臺(tái)（含鐵圈）、濾紙；蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；
（2）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；
（3）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；
（4）根據(jù)流程，熱交換內(nèi)將二氧化硫轉(zhuǎn)化成三氧化硫，而二氧化硫轉(zhuǎn)化成三氧化硫需要加熱，所以“熱交換器”是利用“廢熱”預(yù)熱即將參與反應(yīng)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(yīng)的SO₂和O₂；發(fā)電；
（5）工業(yè)生產(chǎn)時(shí)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(chǎn)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(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)分離與提純方法的綜合應(yīng)用，題目難度中等，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑榻獯痍P(guān)鍵，注意掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>