Question

3．下列为两家化工企业开展技术革新的成果，依据你所学知识回答下列问题：
a．我市某化工厂改进生产技术，以黄铁矿为原料生产硫酸，年产量达230万吨，请根据以     下工艺流程回答相关问题

（1）接触室里发生反应的化学方程式是2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2SO₃．
（2）依据工艺流程图判断下列说法正确的是ABE（选填序号字母）
A．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎
B．过量空气能提高SO₂的转化率
C．使用催化剂能提高SO₂的反应速率和产量
D．沸腾炉排出的矿渣中含有一定量的铁元素
E．吸收塔中为了提高吸收效率，采用喷淋的方式
（3）该生产过程中产生的尾气除了含有N₂、O₂外，还含有SO₂和一定量的酸雾等．能用于测定尾气中SO₂含量的是AD
A．NaOH溶液、酚酞试液             B．KMnO₄溶液、稀H₂SO₄
C．稀盐酸、紫色石蕊试液             D．氨水、酚酞
（4）请你从资源综合利用的角度，指出上述企业还可能发展的生产项目：生产硝酸．
b．离子膜烧碱是采用离子交换膜法电解食盐水而制成烧碱的一种方法，其中离子交换膜只允许H⁺、Na⁺通过，而Cl^-、OH^-和气体均无法通过，其示意图如下：

（5）阳极室的生成物Cl₂；阴极室的生成物H₂；
（6）请写出电解饱和食盐水的化学反应方程式2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（7）生产过程中阴极室需要不断补充水的原因氢离子不断形成氢气，氢氧根离子和钠离子不断形成氢氧化钠．

Answer 1

分析 （1）接触室里，二氧化硫和氧气在催化剂作用下反应生成三氧化硫；
（2）反应物接触面积越大，反应速率越快，反应越充分；
增大氧气的量可以提高SO₂的转化率；
使用催化剂能提高SO₂的反应速率，但是不能提高产量；
采用喷淋的方式，可以增大浓硫酸和三氧化硫的接触面积，从而提高吸收塔中的吸收效率；
（3）二氧化硫能和碱反应生成盐和水，显碱性溶液能使酚酞试液变红色；
（4）该生产过程中产生的尾气含有N₂、O₂，从资源综合利用的角度，上述企业还可能发展的生产项目是生产硝酸；
（5）根据图中信息可以判断阳极室、阴极室的产物；
（6）电解饱和食盐水生产氢氧化钠、氯气和氢气；
（7）因为生产过程中，氢离子不断形成氢气，氢氧根离子和钠离子不断形成氢氧化钠，因此阴极室需要不断补充水．

解答 解：（1）接触室里，二氧化硫和氧气在催化剂作用下反应生成三氧化硫，发生反应的化学方程式是：2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2SO₃．
故填：2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2SO₃．
（2）A．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎，这是因为粉碎后能够增大反应物接触面积，该选项说法正确；
B．过量空气能提高SO₂的转化率，该选项说法正确；
C．使用催化剂能提高SO₂的反应速率，但是不能提高产量，该选项说法不正确；
D．如果反应充分，沸腾炉排出的矿渣中不含有铁元素，如果反应不充分，沸腾炉排出的矿渣中含有铁元素，该选项说法不正确；
E．吸收塔中为了提高吸收效率，可以采用喷淋的方式，这是因为采用喷淋的方式，可以增大浓硫酸和三氧化硫的接触面积，从而提高吸收塔中的吸收效率，该选项说法正确．
故选：ABE．
（3）该生产过程中产生的尾气除了含有N₂、O₂外，还含有SO₂和一定量的酸雾等．能用于测定尾气中SO₂含量的可以是氢氧化钠溶液和酚酞试液，也可以是氨水和酚酞试液，这是因为二氧化硫能和碱反应生成盐和水，因此显碱性溶液能够吸收二氧化硫气体，同时显碱性溶液能使酚酞试液变红色，通过酚酞试液可以判断二氧化硫何时恰好和显碱性溶液完全反应．
故选：AD．
（4）该生产过程中产生的尾气含有N₂、O₂，从资源综合利用的角度，上述企业还可能发展的生产项目是生产硝酸，这是因为氮气和氧气在一定条件下反应生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮．
故填：生产硝酸．
（5）由工艺流程可知，阳极室的生成物是Cl₂，阴极室的生成物是H₂．
故填：Cl₂；H₂．
（6）电解饱和食盐水生产氢氧化钠、氯气和氢气，反应的化学方程式为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
故填：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（7）生产过程中阴极室需要不断补充水的原因是：氢离子不断形成氢气，氢氧根离子和钠离子不断形成氢氧化钠．
故填：氢离子不断形成氢气，氢氧根离子和钠离子不断形成氢氧化钠．

点评 本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论．