Question

如圖是現(xiàn)今常規(guī)生產(chǎn)發(fā)煙硫酸和硫酸的流程圖：

(1)在④處二氧化硫被氧化成三氧化硫，④的設(shè)備名稱是    ，該處發(fā)生反應(yīng)的方程式為      ，為提高三氧化硫的產(chǎn)率，該處應(yīng)采用     (填“等溫過程”或“絕熱過程”)為宜。
(2)在⑦處進(jìn)行二次催化處理的原因是       。
(3)⑤處氣體混合物主要是氮?dú)夂腿�氧化硫．此時(shí)氣體經(jīng)過⑥后不立即進(jìn)入⑦是因?yàn)?u>             。
(4)20％的發(fā)煙硫酸(SO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％)1噸需加水     噸(保留2位有效數(shù)字)才能配制成98％的成品硫酸。
(5)在②處發(fā)生1500℃的“不完全燃燒”，即先混入少量干燥空氣，然后在③處于700℃下再繼續(xù)燃燒．試簡述這種燃燒方式對環(huán)境保護(hù)是有利的原因     。

Answer 1

(1)接觸室  ，等溫過程；
(2)反應(yīng)是可逆反應(yīng)，二次催化使尚不未反應(yīng)的SO₂盡量催化氧化成SO₃，可以降低成本，提高原料的利用率和保護(hù)環(huán)境；
(3)通過吸收塔后，混合氣體中SO₃含量較多，不利于SO₂的催化氧化反應(yīng)進(jìn)行。
(4)0.066   
(5)在高溫下空氣的氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成氮氧化物，有污染；低溫下氮氧化物被還原生成N₂，對環(huán)境保護(hù)有利。

(1)二氧化硫被氧化成三氧化硫的設(shè)備為接觸室；SO₂和O₂反應(yīng)生成SO₃，該反應(yīng)正反應(yīng)方向是是可逆反應(yīng)，溫度過高平衡逆向移動(dòng)，不利于 SO₃ 的生成，且影響催化劑的活性，所以采用等溫過程。
(2)通過一次催化爐不可能將二氧化硫全部氧化成三氧化硫，為充分利用原料，所以設(shè)置二次催化爐，使尚未反應(yīng)的二氧化硫盡量氧化成三氧化硫，這樣對降低成本和環(huán)境的保護(hù)是有利的。
(3)⑤處中的混合氣體主要是三氧化硫和氮?dú)猓�以及少量的二氧化硫，通過口吸收塔⑥后，只能吸收一部分三氧化硫。若將這種含三氧化硫較多，二氧化硫含量較少的混合氣體直接通入第二個(gè)催化爐⑦，這時(shí)帶入催化劑表面的三氧化硫的分壓較高，二氧化硫分壓較低，不利于反應(yīng)的進(jìn)行。
(4)SO₃+H₂O=H₂SO₄，需要水的質(zhì)量為m(H₂O)=1t×20%×18/80=0.045t，濃硫酸中含水的質(zhì)量為(0.8t+0.2t×98/80) ×2%=0.0209t，所以需要水的質(zhì)量是0.045t+0.0209=0.066t。
(5)在高溫下，1500℃，空氣的氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成氮氧化物，有污染；低溫下，如700℃，氮氧化物被還原，生成N₂，對環(huán)境保護(hù)有利。