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17.工业上利用某地磷矿(主要成分是磷酸钙,质量分数为80%,另外还含有石英及少量碳酸镁、氧化铝等不含磷杂质)制取磷铵,并用制磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸、水泥.其生产流程如下:

请分析并回答下列问题:
(1)窑气(SO2)进入接触室前需要净化的目的是防止接触室中的催化剂中毒;
(2)实验室完成操作b的方法是蒸发浓缩、冷却结晶过滤、洗涤和干燥等;
(3)如图1表示接触室和吸收塔的内部构造.吸收塔内安装有许多瓷环作用是增大SO3与吸收剂的接触面积,使SO3充分吸收;

(4)接触室中进行学反应是:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-296.4kJ/mol.接触室内安装热交换器的目的是预热进入接触室的反应混合气体,及时将反应放出的热量吸收,防止接触室温度偏高.图1表示接触室中催化剂随温度变化图象,图2表示SO2的转化率a(SO2)随温度T及压强P的变化图象.你认为接触室中最合适的温度和压强是400℃~500℃、101KPa.

(5)硫酸厂的尾气除了含有N2、O2外,还含有SO2、微量的SO3和酸雾.能用于测定硫酸厂尾气中SO2含量的试剂是BD(填字母代号):
A.NaOH溶液、酚酞试液                B.KMnO4溶液、稀H2SO4
C.氨水、酚酞试液                      D.碘水、淀粉溶液
(6)在述生产过程中循环利用的物质有H2SO4、SO2(填化学式);
(7)磷铵是一种常用复合肥,经分析其中氮与磷原子数之比为3:2,在生产过程中平均有7%的磷元素损失,该厂日均生产74.1吨磷铵,要维持正常生产,每天需运入这种磷矿至少125吨.

分析 装置A中硫酸与磷矿反应,操作a是把固体与液体分开,应为过滤,装置B中氨气与磷酸反应,操作b是由溶液中析出晶体,应经过蒸发浓缩、冷却结晶等操作得到磷铵,磷酸受热容易分解,在结晶时应采用低温蒸发结晶.磷石膏中含有硫酸钙,经过煅烧生成水泥,得到二氧化硫窑气,净化后得二氧化硫,在接触室中氧化得三氧化硫,与水反应得硫酸,可以再参加与磷矿石的反应,尾气中二氧化硫循环利用.
(1)未净化的SO2气体中有粉尘等杂质,可以使催化剂中毒;
(2)操作b是从溶液中获得晶体;
(3)增大SO3与吸收剂的接触面积;
(4)预热进入接触室的反应混合气体,及时将反应放出的热量吸收;400℃~500℃、101KPa时二氧化硫的转化率已经很高,再增大压强,会增大成本,二氧化硫转化率提高不大;
(5)SO2、微量的SO3和酸雾都能与碱反应,不能利用碱测定,SO2具有还原性,可以利用强氧化剂测定;
(6)由上述分析可知,硫酸、二氧化硫可以循环利用;
(7)磷铵是一种常用复合肥,经分析其中氮与磷原子数之比为3:2,磷铵的化学式可以表示为:(NH43H3(PO42,根据P元素守恒可得关系式:2P~(NH43H3(PO42,根据关系式计算.

解答 解:装置A中硫酸与磷矿反应,操作a是把固体与液体分开,应为过滤,装置B中氨气与磷酸反应,操作b是由溶液中析出晶体,应经过蒸发浓缩、冷却结晶等操作得到磷铵,磷酸受热容易分解,在结晶时应采用低温蒸发结晶.磷石膏中含有硫酸钙,经过煅烧生成水泥,得到二氧化硫窑气,净化后得二氧化硫,在接触室中氧化得三氧化硫,与水反应得硫酸,可以再参加与磷矿石的反应,尾气中二氧化硫循环利用.
(1)未净化的SO2气体中有粉尘等杂质,可以使催化剂中毒,
故答案为:防止接触室中的催化剂中毒;
(2)操作b是从溶液中获得晶体,从溶液中析出晶体的方法是:将溶液蒸发浓缩、冷却结晶可得相应晶体,
故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;
(3)吸收塔内安装有许多瓷环,增大SO3与吸收剂的接触面积,使SO3充分吸收,
故答案为:增大SO3与吸收剂的接触面积,使SO3充分吸收;
(4)接触室内安装热交换器,可以预热进入接触室的反应混合气体,及时将反应放出的热量吸收,防止接触室温度偏高,400℃~500℃、101KPa时二氧化硫的转化率已经很高,再增大压强,会增大成本,二氧化硫转化率提高不大,该温度下反应速率较快、催化剂活性最好,
故答案为:预热进入接触室的反应混合气体,及时将反应放出的热量吸收,防止接触室温度偏高;400℃~500℃、101KPa;
(5)A.NaOH溶液与SO2、微量的SO3和酸雾反应,测量的SO2含量偏高,故A错误;
B.硫酸尾气中只有SO2能被酸性KMnO4溶液氧化,溶液颜色由紫红色变为无色,根据KMnO4溶液的体积结合方程式计算SO2的含量,故B正确;
C.氨水与SO2、微量的SO3和酸雾反应,测量的SO2含量偏高,故C错误;
D.硫酸尾气中只有SO2能被碘水氧化SO2,溶液颜色由蓝色变为无色,根据碘水溶液的体积结合方程式计算SO2的含量,故D正确,
故选:BD;
(6)由上述分析可知,H2SO4、SO2可以循环利用,
故答案为:H2SO4、SO2
(7)磷铵是一种常用复合肥,经分析其中氮与磷原子数之比为3:2,磷铵的化学式可以表示为:(NH43H3(PO42,设需要磷矿y吨,则:
         2P~~~~~~~(NH43H3(PO42
        62                 247
y吨×80%×$\frac{31×2}{310}$×(1-7%)   74.1吨
所以62:244=y吨×80%×$\frac{31×2}{310}$×(1-7%):74.1吨
解得y=125
故答案为:125.

点评 本题考查物质制备工艺流程,涉及物质的分离提纯、对条件的控制、对装置与原理的分析评价、实验方案设计、化学计算等,(7)中计算为易错点、难点,关键根据原子数目之比确定磷铵的组成,难度中等.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

7.“纳米材料”是指粒子直径在几纳米到几十纳米的材料.如将“纳米材料”分散到液体分散剂中,所得分散系的有关说法正确的是(  )
A.是纯净物B.所得物质一定为悬浊液或乳浊液
C.能通过过滤的方法得到纳米材料D.有丁达尔现象

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8.银是一种贵金属,古代常用于制造钱币及装饰器皿,现代在电池和照明器材等领域亦有广泛应用.回答下列问题.
(1)久存的银制器皿表面会变黑,失去银白色的光泽,原因是Ag与空气中微量H2S反应生成黑色的Ag2S.
(2)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,若向5mL 0.018mol•L-1的AgNO3溶液中加入5mL 0.020mol•L-1的盐酸,混合后溶液中的Ag+的浓度为1.8×10-8mol•L-1,pH为1.
(3)AgNO3溶液光照易分解,生成Ag和红棕色气体等物质,其光照分解的化学方程式为2AgNO3$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2Ag+2NO2↑+O2↑.

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5.在浓硝酸中放入铜片,请完成下列各题:
(1)开始时反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO32+2NO2↑+2H2O.
(2)待反应停止后,再加入少量质量分数为25%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,其原因是稀硫酸中氢离子和硝酸铜中硝酸根离子又构成硝酸
,和铜继续反应.
(3)若将12.8g铜与一定量的浓硝酸反应,铜消耗完时,共产生气体5.6L(标准状况下),则所消耗硝酸的物质的量是0.65mol,所得气体中NO2 的物质的量是0.175mol.
(4)若另用试管收集60mL NO和NO2的混合气体,倒立于盛有水的水槽中,并缓慢通入O2.当分别通入VmL或40mL(V<40)O2时,均剩余20mL气体(均为标准状况).
①当通入40mL O2 时剩余的气体是O2
②混合气体中NO2 的体积是50mL.
③V的值是5ml.
④当恰好没有气体剩余时,所得溶液的物质的量浓度为(假设溶液不扩散)0.045mol/L(保留到小数点后第三位)

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12.下列有关实验操作正确的是(  )
A.如果滴定管尖嘴部分有气泡,应快速放液,把气泡赶走
B.物质溶解后,立即转移到容量瓶中
C.读滴定管液面读数时,应当平视,读取液体凹液面与刻度线相切处的读数,一般要求读到小数点后面一位
D.酸式滴定管滴液时左手拿锥形瓶,右手控制活塞

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2.高炉炼铁的烟尘中主要含有锌、铁、铜等金属元素.从烟尘中提取硫酸锌,可以变废为宝,减少其对环境的危害.下图是用高炉烟尘制取硫酸锌的工业流程.

已知:
①20℃时,0.1mol.L-1的金属离子沉淀时的pH
pHFe3+Zn2+Mn2+Cu2+
开始沉淀1.96.08.14.7
沉淀完全3.78.010.16.7
沉淀溶解不溶解10.5不溶解/
②过二硫酸铵是一种强氧化剂.
③ZnSO4+4NH3═[Zn(NH34]SO4,[Zn(NH34]SO4易溶于水.
回答下列问题:
(1)为提高烟尘中金属离子的浸出率,除了适度增加硫酸浓度外,还可以采取什么措施?(举出1种)增大硫酸浓度/升高温度/边加硫酸边搅拦/增加浸出时间等.
(2)上述流程测得溶液pH=5.0,此处可以选择的测量仪器是pH计(或者酸度计或试纸).
(3)加入MnO2的目的是将Fe2+氧化成Fe3+
(4)写出过二硫酸铵把硫酸锰(MnSO4)氧化的化学方程式MnSO4+(NH42S2O8+2H2O=MnO2+(NH42SO4+2H2SO4
(5)写出还原过程发生的主要反应的离子方程式Zn+Cu2+=Zn2++Cu.
(6)操作甲中为使锌离子完全沉淀,添加的最佳试剂是C
A锌粉    B氨水    C( NH42CO3    D NaOH
(7)若pH=5.0时,溶液中的Cu2+尚未开始沉淀,求溶液中允许的Cu2+浓度的最大值.

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9.下列说法或表述正确的是(  )
①常温时pH=11的KOH溶液与pH=3的醋酸等体积混合,所得溶液pH<7
②二氧化硅是酸性氧化物,但它能与某种酸反应
③Fe2O3(s)+3H2(g)═2Fe(s)+3H2O(g)△H>0,△S>0任何条件下都不能自发进行
④丁达尔效应可用于区别溶液和胶体,电泳现象能证明胶体带电荷
⑤钢铁的吸氧腐蚀,正极发生反应:O2+4e-+4H+═2H2O
⑥H2的燃烧热为285.8kJ/mol,则表示H2的燃烧热的热化学方程式为H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g)△H=-285.8kJ/mol.
A.①④B.①②C.④⑥D.③⑤

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6.某同学设计了测定气体摩尔体积的探究实验,利用氯酸钾分解制O2
实验步骤如下:
①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀,放入干燥的试管中,准确称量试管和药品的总质量为15.95 g.
②连接好实验装置,检查装置的气密性.
③加热,开始反应,直到不再有气体产生为止.
④测量排入量筒中水的体积为285.0 mL,换算成标准状况下氧气的体积为279.7 mL.
⑤准确称量试管和残留物的总质量为15.55 g.
根据上述实验过程,回答下列问题:
(1)以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤:
①调整量筒的高度使集气瓶和量筒内的液面高度相同
②使试管和集气瓶内气体都冷却至室温
③读取量筒内液体的体积
这三步操作的正确顺序是②①③(请填写步骤序号).
进行③的实验操作时,若仰视读数,则读取氧气的体积偏小(填“偏大”“偏小”或“无影响”).
(2)实验过程中产生氧气的物质的量是0.0125 mol;实验测得氧气的摩尔体积是22.38L/mol(计算结果保留至小数点后两位).

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7.元素周期表中第 VIIA族元素的单质及其化合物的用途广泛.
(1)能作为氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力)递变规律的判断依据是bc(填序号).
a.Cl2、Br2、I2的熔点
b.Cl2、Br2、I2的氧化性
c.HCl、HBr、HI的热稳定性
d. HCl、HBr、HI的酸性
(2)工业上,通过如下转化可制得KClO3晶体:
NaCl溶液$→_{Ⅰ}^{80℃通电}$NaClO3溶液$→_{Ⅱ}^{室温,HCl}$KClO3晶体
①完成 I中反应的总化学方程式:□NaCl+□H2O=□NaClO3+□H2↑;
②Ⅱ中转化的基本反应类型是复分解反应,该反应过程能析出KClO3晶体而无其它晶体析出的原因是室温下KClO3在水中的溶解度明显小于其它晶体;
(3)一定条件,在水溶液中1mol Cl-、ClOX-(x=1,2,3,4)的能量(KJ)相对大小如图所示.
B→A+C反应的离子方程式为3ClO-=ClO3-+2Cl-,生成1molC时,放出117KJ的热量(填吸收或放出以及具体数值).

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