Question

工業(yè)上以磷肥生產(chǎn)形成的副產(chǎn)物石膏（CaSO₄?2H₂O）與焦炭為原料可生產(chǎn)硫酸，同時可以得到硫酸鉀肥料和氯化鈣水合物儲熱材料．以下是有關(guān)的工藝流程示意圖．試回答：

（1）寫出方程式：反應(yīng)Ⅰ

 

，
（2）寫出方程式：反應(yīng)Ⅱ

 

．
（3）請根據(jù)下表和化學(xué)平衡知識，分析工業(yè)上制硫酸中SO₂的催化氧化的適宜條件是

 

．
表Ⅰ：

壓  強/M Pa 轉(zhuǎn)化率/% 溫度/℃	0.1	0.5	1	10
400	99.2	99.6	99.7	99.9
500	93.5	96.9	97.8	99.3
600	73.7	85.8	89.5	96.4

（4）檢驗濾液H中含有C

O

2- 3

的方法是

 

．
（5）氯化鈣結(jié)晶水合物（CaCl₂?6H₂O）是目前常用的無機儲熱材料，選擇的依據(jù)是

 

 （填序號）．
a．熔點較低（29℃熔化）  b．能導(dǎo)電  c．易溶于水  d．無毒．

Answer 1

分析：工業(yè)上以磷肥生產(chǎn)形成的副產(chǎn)物石膏（CaSO₄?2H₂O）與焦炭為原料可生產(chǎn)硫酸，同時可以得到硫酸鉀肥料和氯化鈣水合物儲熱材料，依據(jù)流程圖分析可知，生成硫酸的步驟中，A為SO₂，B為SO₃，EF吸收氨氣生成（NH₄）₂CO₃，判斷EF為CO₂，H₂O，反應(yīng)Ⅱ是碳酸銨和石膏反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和硫酸銨溶液，在硫酸銨溶液中加入氯化鉀，利用物質(zhì)溶解度分離得到硫酸鉀和氯化銨，氯化銨和D反應(yīng)生成氨氣和氯化鈣晶體，說明D為CaO，溶于水生成的氫氧化鈣和氯化銨反應(yīng)得到氯化鈣溶液，濃縮蒸發(fā)得到CaCl₂?6H₂O；
依據(jù)分析推斷出的物質(zhì)分析回答問題；

解答：解：工業(yè)上以磷肥生產(chǎn)形成的副產(chǎn)物石膏（CaSO₄?2H₂O）與焦炭為原料可生產(chǎn)硫酸，同時可以得到硫酸鉀肥料和氯化鈣水合物儲熱材料，依據(jù)流程圖分析可知，生成硫酸的步驟中，A為SO₂，B為SO₃，EF吸收氨氣生成（NH₄）₂CO₃，判斷EF為CO₂，H₂O，反應(yīng)Ⅱ是碳酸銨和石膏反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和硫酸銨溶液，在硫酸銨溶液中加入氯化鉀，利用物質(zhì)溶解度分離得到硫酸鉀和氯化銨，氯化銨和D反應(yīng)生成氨氣和氯化鈣晶體，說明D為CaO，溶于水生成的氫氧化鈣和氯化銨反應(yīng)得到氯化鈣溶液，濃縮蒸發(fā)得到CaCl₂?6H₂O；
（1）分析判斷反應(yīng)Ⅰ是石膏和碳在高溫下反應(yīng)生成氧化鈣，二氧化硫，二氧化碳，水，配平書寫化學(xué)方程式為：CaSO₄?2H₂O+C

高溫  .

2CaO+2SO₂↑+CO₂↑+4H₂O↑；
故答案為：CaSO₄?2H₂O+C

高溫  .

2CaO+2SO₂↑+CO₂↑+4H₂O↑；
（2）反應(yīng)Ⅱ是石膏和碳酸銨反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和硫酸銨及水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaSO₄?2H₂O+（NH₄）₂CO₃=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄+2H₂O；
故答案為：CaSO₄?2H₂O+（NH₄）₂CO₃=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄+2H₂O；
（3）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析可知，二氧化硫氧化為三氧化硫的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度低利于反應(yīng)正向進(jìn)行，但反應(yīng)速率慢，增大壓強對二氧化硫的轉(zhuǎn)化率增加不大，所以為提高反應(yīng)速率，在400°C-500°C，常壓下，二氧化硫轉(zhuǎn)化率較高，且在此溫度下催化劑活性最大；
故答案為：常壓、400-500℃、催化劑的條件下；
（4）檢驗碳酸根離子的存在，可以取少量濾液加入鹽酸，根據(jù)生成氣體現(xiàn)象分析判斷碳酸根離子的存在，實驗方法為：取少許濾液滴加到鹽酸中產(chǎn)生氣泡；
故答案為：取少許濾液滴加到鹽酸中產(chǎn)生氣泡；
（5）氯化鈣結(jié)晶水合物（CaCl₂?6H₂O）是目前常用的無機儲熱材料，是因為氯化鈣結(jié)晶水合物熔點低易熔化，且無毒，與易溶于水，能導(dǎo)電無關(guān)；
故答案為：a d；

點評：本題考查了物質(zhì)流程分析，反應(yīng)產(chǎn)物的判斷方法，依據(jù)化學(xué)平衡原理選擇生產(chǎn)需要的合適條件，物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)過程是解題關(guān)鍵，題目難度中等．