Question

2．（1）硫酸工业、海水的综合利用在国民经济中占有重要地位．

①工业上制硫酸通常以黄铁矿为原料，经过造气、催化氧化、吸收三个主要生产阶段；
②硫酸生产的尾气中含有少量SO₂，通常用氨水来吸收处理；
③从实验室制取硫酸到化工厂大规模生产硫酸应考虑哪些方面的问题？原料的获取，工艺流程，尾气处理，厂址选择等．
（2）如图是海水资源综合利用的示意图，据此回答：

①海水制盐的方法是蒸发结晶，过程①中主要的操作方法是蒸发．
②海水制盐分离出食盐后的卤水中含有氯化镁，可以从卤水中提取的金属是镁．过程②电解熔融MgCl₂的化学方程式为MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑．

Answer 1

分析 （1）①依据工业制硫酸的工艺流程分析回答，工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行，即煅烧造气、催化氧化、吸收；
②吸收塔排放的尾气中含有少量的SO₂，防止污染大气、充分利用原料，通常用氨水来吸收处理；
③从实验室制取硫酸到化工厂大规模生产硫酸应考虑生产成本、生产工艺、环境保护方面来分析；
（2）①可以用蒸发溶剂的方法得到氯化钠晶体，物质失去结晶水的过程是蒸发浓缩，冷却结晶的过程；②电解熔融的氯化镁可以得到金属镁和氯气．

解答 解：（1）①工业制硫酸通常以黄铁矿为原料经过如下反应三步：
第一步：SO₂的制取（造气），主要原料是黄铁矿和空气，在高温下煅烧，使硫元素转变成SO₂气体，反应方程式为4FeS₂+11O₂ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Fe₂O₃+8SO₂，设备为沸腾炉；
第二步：SO₃的制取（催化氧化），从沸腾炉中出来的气体需经过净化、除尘，进入接触室在催化剂作用下SO₂和O₂反应生成SO₃，设备为接触室；
第三步：硫酸的生成（吸收），从接触室中出来的气体进入吸收塔，为避免酸雾形成需用98.3%浓H₂SO₄吸收；
故答案为：黄铁矿；催化氧化；
②SO₂通常用足量氨水吸收，然后再用稀硫酸处理，发生SO₂+2NH₃+H₂O=（NH₄）₂SO₃（或SO₂+NH₃+H₂O=NH₄HSO₃）、（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+SO₂↑+H₂O
[或2NH₄HSO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+2SO₂↑+2H₂O]，优点为生成的（NH₄）₂SO₄作化肥，二氧化硫可循环利用，
故答案为：氨水；
③从实验室制取硫酸到化工厂大规模生产硫酸应考虑生产成本、生产工艺、环境保护等因素，比如原料的获取，工艺流程，环境保护方面：即要考虑尾气处理，还要考虑厂址的选择，
故答案为：原料的获取，工艺流程，尾气处理，厂址选择等；
（2）①海水制盐的方法是将海水中的水蒸发从而得到氯化钠晶体的过程，氯化镁的结晶水合物失去结晶水的过程是蒸发，但是要在氯化氢气流中进行，因为镁离子易水解，故答案为：蒸发结晶；蒸发；
②电解熔融的氯化镁可以得到金属镁和氯气，方程式为：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑，
故答案为：镁；MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑．

点评 本题考查浓硫酸的制备，把握制备浓硫酸的工艺流程及设备的作用，另外考查海水资源以及综合应用，注意电解方程式的书写知识，难度不大．