题目内容
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 ．
（1）接触室 （2分） 2SO2＋O2
2SO3（2分，“V2O5”写成“催化剂”也可；无条件扣1分；无“
”不得分）；等温过程（2分）
（2）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（2分。其中“提高原料利用率”1分，“保护环境” 1分）
（3）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。（2分。“SO3含量较多”1分，“不利于SO2的催化氧化”1分）
（4）0．066（3分，±0．001均可得分）
（5）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。（2分，“生成氮氧化物”1分，“氮氧化物被还原”1分）
解析试题分析：（1）二氧化硫被氧化成三氧化硫的设备为接触室；SO2和O2反应生成SO3，化学方程式为：2SO2＋O22SO3；该反应是放热的可逆反应，温度过高平衡逆向移动，不利于 SO3 的生成，且影响催化剂的活性，所以采用等温过程。
（2）通过一次催化炉④不可能将二氧化硫完全氧化成三氧化硫。为充分利用原料，所以设置二次催化炉⑦，使尚未反应的二氧化硫尽量催化氧化成三氧化硫，这对于降低成本和环境保护都是必要的。
（3）⑤处的混合气体主要是三氧化硫和氮气及少量的二氧化硫，通过吸收塔⑥后，只能吸收一部分三氧化硫。若将这种含三氧化硫多、二氧化硫少的混合气体直接通入第二个催化炉⑦，这时带入催化剂表面上的三氯化硫的分压比较高，二氧化硫的分压很低，不利于反应进行。
（4）SO3与H2O反应生成H2SO4，需要H2O的质量为：1t×20%×18/80=0.045t；浓硫酸含水的质量为：（0.8t+0.2t×98/80）×2%=0.0209t，所以一共需要水的质量为：0.045t+0.0209t ="0.066t" 。
（5）1500℃时，空气中的氮 气和氧气反应生成有毒的氮化物，有污染，若温度较低，如 700℃下，氮氧化物被还原为N2，所以这种燃烧方法对环境保护有利。
考点：本题考查化学流程图的分析、化学方程式的书写、工业操作原因的分析、反应物的计算。
世纪百通期末金卷系列答案
喷泉是一种常见的自然现象，其产生的原因是存在压强差。制取氨气并完成喷泉实验（图中夹持装置均已略去）。
（1）写出实验室制取氨气的化学方程式： _________ 。
（2）收集氨气应使用 法。
（3）要得到干燥的氨气可选用下列 做干燥剂。
| A．浓硫酸 | B．碱石灰 | C．NaOH固体 | D．P2O5固体 |
（5）如果只提供如图2的装置，请举例说明引发喷泉法 。
N2O3(g)，其平衡常数表达式为K= 。
MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O
清洗和制绒是硅晶片制作的重要步骤之一，硅片化学清洗的主要目的是除去硅片表面杂质（如某些有机物，无机盐，金属、Si、SiO2粉尘等）。常用的化学清洗剂有高纯水、有机溶剂、双氧水、浓酸、强碱等。其中去除硅的氧化物，通常用一定浓度的HF溶液，室温条件下将硅片浸泡1至数分钟。制绒是在硅片表面形成金字塔形的绒面，增加硅对太阳光的吸收。单晶制绒通常用NaOH，Na2SiO3等混合溶液在75～90℃反应25～35 min，效果良好。
回答下列问题
（1）能否用玻璃试剂瓶来盛HF溶液，为什么?用化学方程式加以解释 ；
（2）写出晶片制绒反应的离子方程式 ，对单晶制绒1990年化学家Seidel提出了一种的电化学模型，他指出Si与NaOH溶液的反应，首先是Si与OH一反应，生成SiO44一，然后SiO44一迅速水解生成H4SiO4。基于此原理分析反应中氧化剂为 。
（3）本校化学兴趣小组同学，为验证Seidel的理论是否正确，完成以下实验：
| | 实验事实 |
| 事实一 | 水蒸汽在600℃时可使粉末状硅缓慢氧化并放出氢气。 |
| 事实二 | 盛放于铂或石英器皿中的纯水长时间对粉末状还原硅无腐蚀作用。 |
| 事实三 | 普通玻璃器皿中的水仅因含有从玻璃中溶出的微量的碱便可使粉末状硅在其中缓慢溶解。 |
| 事实四 | 在野外环境里，用较高百分比的硅铁粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH，点着后焖烧，可剧烈放出H2。 |
| 事实五 | 1g（0.036mo1）Si和20mL含有lgNaOH（0.025mol）的溶液，小心加热（稍微预热），收集到约1700mL H2，很接近理论值（1600mL）。 |
结论：从实验上说明碱性水溶液条件下，H2O可作 剂；NaOH作 剂，降低反应 。高温无水环境下，NaOH作 剂。
（4）在太阳能电池表面沉积深蓝色减反膜——氮化硅晶膜。常用硅烷（SiH4）与氨气（NH3）在等离子体中反应。硅烷是一种无色、有毒气体，常温下与空气和水剧烈反应。下列关于硅烷、氮化硅的叙述不正确的是 。
A．在使用硅烷时要注意隔离空气和水，SiH4能与水发生氧化还原反应生成H2；
B．硅烷与氨气反应的化学方程式为：3SiH4+4NH3＝Si3N4+12H2↑，反应中NH3作氧化剂；
C．它们具有卓越的抗氧化、绝缘性能和隔绝性能，化学稳定性很好，不与任何酸、碱反应；
D．氮化硅晶体中只存在共价键，Si3N4是优良的新型无机非金属材料。