魯科化學(xué)選修：主題3課題知能優(yōu)化訓(xùn)練

1、 1下列對(duì)硫酸生產(chǎn)中化學(xué)反應(yīng)原理的分析正確的是()A硫酸生產(chǎn)中涉及的三個(gè)化學(xué)反應(yīng)因原料的不同可能全部是非氧化還原反應(yīng)B硫酸生產(chǎn)中涉及的三個(gè)化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)C硫酸生產(chǎn)中涉及的三個(gè)化學(xué)反應(yīng)都需要使用催化劑D硫酸生產(chǎn)中涉及的三個(gè)化學(xué)反應(yīng)都需要在較高溫度條件下進(jìn)行解析：選B。三個(gè)化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)；三個(gè)反應(yīng)中只有SO2SO3需使用催化劑；SO3H2SO4在常溫下進(jìn)行，且是非氧化還原反應(yīng)。2(2011年日照高二測(cè)試)硫酸制造業(yè)中采取以下幾種措施：改進(jìn)煅燒硫鐵礦的技術(shù)；氧化二氧化硫時(shí)使用催化劑；在氧化二氧化硫的設(shè)備中安裝熱交換器；將二氧化硫進(jìn)行多次循環(huán)氧化；回收利用尾氣中的二氧化硫。其中能減少酸雨產(chǎn)

2、生的措施是()A BC D解析：選D。改進(jìn)煅燒硫鐵礦的技術(shù)、氧化二氧化硫時(shí)使用催化劑和在氧化二氧化硫的設(shè)備中安裝熱交換器，都關(guān)系不到二氧化硫排放的問(wèn)題。3以下有關(guān)化工生產(chǎn)的論述，錯(cuò)誤的是()A為提高反應(yīng)速率和原料利用率，硫鐵礦要在“沸騰”狀態(tài)下燃燒B在硫酸工業(yè)、合成氨工業(yè)中皆采用循環(huán)操作以提高原料利用率C接觸室中熱交換器的主要作用是預(yù)熱未反應(yīng)的氣體和冷卻反應(yīng)后的氣體D吸收塔中SO3從下而上，濃硫酸從上而下，剩余氣體從上部出來(lái)放空解析：選D。硫鐵礦上下翻騰與空氣接觸面積大，反應(yīng)速度快，原料燃燒充分，A正確；硫酸工業(yè)中的SO2，合成氨工業(yè)中的N2、H2均采用循環(huán)操作，以提高原料的利用率，B正確；熱

3、交換器的作用是充分利用反應(yīng)熱預(yù)熱未反應(yīng)的氣體，同時(shí)還可降低SO3的溫度利于SO3的吸收，C正確；從吸收塔中出來(lái)的氣體需凈化處理除去尾氣中的SO2才能放空或循環(huán)，D錯(cuò)誤。4接觸法生產(chǎn)硫酸的過(guò)程中，對(duì)廢氣、廢水、廢渣、廢熱的處理正確的是()尾氣用氨水處理污水用石灰乳處理廢渣用來(lái)造水泥、煉鐵設(shè)置廢熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽、供熱或發(fā)電A BC D解析：選D。硫酸廠尾氣中含有SO2，可用氨水吸收處理；硫酸廠廢水中含有硫酸可用石灰乳中和；硫酸廠廢渣中含有SiO2、Fe2O3等，可用于制造水泥、煉鐵；由于硫酸生產(chǎn)過(guò)程中三個(gè)化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，可以充分利用這些反應(yīng)放出的熱能來(lái)降低生產(chǎn)成本。5有關(guān)硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益的

4、說(shuō)法中，正確的是()A甲地有豐富的硫鐵礦資源，水源、能源充足，交通便利，是風(fēng)景秀麗的旅游勝地，雖然當(dāng)?shù)厥褂昧蛩岬墓I(yè)不多，但為提高當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)效益宜建硫酸廠B為減少SO2對(duì)空氣的污染，可以建筑高煙囪，使含SO2的尾氣在高空擴(kuò)散稀釋，保證地面達(dá)到安全濃度C硫酸生產(chǎn)過(guò)程排放的污染物主要是含SO2的尾氣、固體殘?jiān)U酸和廢水等D選擇硫酸廠廠址時(shí)，當(dāng)經(jīng)濟(jì)利益與環(huán)保問(wèn)題有沖突時(shí)，為提高人們的物質(zhì)生活水平，應(yīng)先考慮經(jīng)濟(jì)利益的問(wèn)題解析：選C。硫酸廠是污染性的企業(yè)，不應(yīng)建在風(fēng)景區(qū)；當(dāng)?shù)厥褂昧蛩岬墓I(yè)不多，也不宜建硫酸廠，因?yàn)榱蛩岬倪h(yuǎn)程運(yùn)輸成本高，危險(xiǎn)性大，故A錯(cuò)誤。將SO2排放到高空，SO2的總量不會(huì)減少，且SO

5、2會(huì)形成酸雨危害環(huán)境，故B錯(cuò)誤。選擇硫酸廠廠址在考慮經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，必須考慮環(huán)保問(wèn)題，也就是要提高綜合經(jīng)濟(jì)效益，故D錯(cuò)誤。6(2011年龍巖檢測(cè))下列說(shuō)法正確的是()A在設(shè)計(jì)化工生產(chǎn)的化學(xué)反應(yīng)條件時(shí)，只要將化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)和化學(xué)反應(yīng)理論相結(jié)合進(jìn)行全面分析就沒(méi)問(wèn)題了B在設(shè)計(jì)化工生產(chǎn)的化學(xué)反應(yīng)條件時(shí)，若化學(xué)反應(yīng)的速率很高，就不需要考慮催化劑的問(wèn)題C在現(xiàn)代工業(yè)上將二氧化硫氧化為三氧化硫的適宜條件是高溫、高壓和催化劑D在2SO2O22SO3中，對(duì)“450 ”的選擇，來(lái)自對(duì)反應(yīng)物性質(zhì)和催化劑性質(zhì)的綜合考慮解析：選D。在設(shè)計(jì)化工生產(chǎn)的化學(xué)反應(yīng)條件時(shí)，若化學(xué)反應(yīng)速率過(guò)高而對(duì)生產(chǎn)不利時(shí)，就要考慮施加負(fù)催化劑的問(wèn)

6、題。7在NH3、HNO3、H2SO4的工業(yè)生產(chǎn)中，共同點(diǎn)是()A使用吸收塔設(shè)備 B使用尾氣吸收裝置C使用H2為原料 D使用催化劑解析：選D。合成氨無(wú)尾氣吸收裝置(循環(huán)使用)，合成氨也無(wú)吸收塔，工業(yè)制硫酸、硝酸不用H2做原料。8下列對(duì)工業(yè)生產(chǎn)硫酸產(chǎn)生的“三廢”和“廢熱”說(shuō)法正確的是()A如果合理利用“廢熱”，則一座大型硫酸廠同時(shí)又是一座能源工廠B“兩轉(zhuǎn)兩吸”脫硫工藝比“氨酸”法投資大，脫硫效果差C用硫鐵礦制H2SO4的燒渣沒(méi)有利用價(jià)值只能拋棄堆放或填海D從沸騰爐中出來(lái)的爐氣凈化處理是為了使制得的硫酸純度高解析：選A。生產(chǎn)硫酸的三個(gè)反應(yīng)均放熱，如果合理利用“廢熱”，不僅生產(chǎn)硫酸不需外界供能，還能向

7、外界提供熱能，A正確；“兩轉(zhuǎn)兩吸”工藝，設(shè)備簡(jiǎn)單，投資小，還提高SO2的轉(zhuǎn)化率；燒渣除了含有氧化鐵、氧化鋁等外，還含有一定量的銅、鋅、鉛等有色金屬及少量的金、銀等貴金屬，因此要回收利用燒渣中的鐵、有色金屬及貴金屬等；爐氣凈化是為了防止催化劑中毒、設(shè)備腐蝕。9在硫酸工業(yè)中，通過(guò)下列反應(yīng)使SO2轉(zhuǎn)化為SO3：2SO2O22SO3H0，已知常壓下平衡混合氣體中SO3體積分?jǐn)?shù)為91%。試回答：(1)在生產(chǎn)中常用過(guò)量的空氣是為了_。(2)加熱到400500 是由于_。(3)壓強(qiáng)采用_，原因是_。(4)常用濃硫酸來(lái)吸收SO2而不用水，因?yàn)開(kāi)。解析：此題考查了在硫酸工業(yè)中運(yùn)用化學(xué)平衡原理選擇適宜生產(chǎn)條件的能

8、力。選擇適宜的反應(yīng)條件，要從濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等條件中考慮該反應(yīng)的速率、轉(zhuǎn)化率，同時(shí)還要考慮工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況和成本。如(2)(4)兩問(wèn)是考慮速率問(wèn)題，第(1)(3)問(wèn)則是考慮化學(xué)平衡問(wèn)題，且第(3)問(wèn)要考慮生產(chǎn)的實(shí)際情況。答案：(1)增大氧氣濃度，提高成本較高的SO2的轉(zhuǎn)化率(2)在此溫度下，催化劑活性強(qiáng)，反應(yīng)速率快，可縮短到達(dá)平衡的時(shí)間，提高單位時(shí)間內(nèi)SO3的產(chǎn)率(3)常壓因常壓下平衡混合氣體中SO3的體積分?jǐn)?shù)已達(dá)91%，若再加壓，對(duì)設(shè)備動(dòng)力系統(tǒng)要求高，成本高，加壓實(shí)際意義不大(4)用水吸收易形成酸霧，降低吸收速率10(2010年高考浙江卷)“化學(xué)與技術(shù)”模塊(1)火山噴發(fā)所產(chǎn)生的硫

9、磺可用于生產(chǎn)重要的化工原料硫酸。某企業(yè)用下圖所示的工藝流程生產(chǎn)硫酸：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：1)為充分利用反應(yīng)放出的熱量，接觸室中應(yīng)安裝_(填設(shè)備名稱)。吸收塔中填充有許多瓷管，其作用是_。2)為使硫磺充分燃燒，經(jīng)流量計(jì)1通入燃燒室的氧氣過(guò)量50%，為提高SO2轉(zhuǎn)化率，經(jīng)流量計(jì)2的氧氣量為接觸室中二氧化硫完全氧化時(shí)理論需氧量的2.5倍，則生產(chǎn)過(guò)程中流經(jīng)流量計(jì)1和流量計(jì)2的空氣體積比應(yīng)為_(kāi)。假設(shè)接觸室中SO2的轉(zhuǎn)化率為95%，b管排出的尾氣中二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)為_(kāi)(空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)按0.2計(jì))，該尾氣的處理方法是_。3)與以硫鐵礦為原料的生產(chǎn)工藝相比，該工藝的特點(diǎn)是_(可多選)。A耗氧量減少 B二氧

10、化硫的轉(zhuǎn)化率提高C產(chǎn)生的廢渣減少 D不需要使用催化劑(2)硫酸的用途非常廣，可應(yīng)用于下列哪些方面_(可多選)。A橡膠的硫化B表面活性劑“烷基苯磺酸鈉”的合成C鉛蓄電池的生產(chǎn)D過(guò)磷酸鈣的制備(3)礦物燃料的燃燒是產(chǎn)生大氣中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入適量的石灰石，可有效減少煤燃燒時(shí)SO2的排放，請(qǐng)寫(xiě)出此脫硫過(guò)程中反應(yīng)的化學(xué)方程式_。解析：(1)1)接觸室中進(jìn)行的反應(yīng)為SO2的催化氧化，為放熱反應(yīng)，使用熱交換器可以充分利用反應(yīng)放出的熱量，對(duì)原料氣進(jìn)行預(yù)熱。吸收塔中填充瓷管的作用是增加接觸面積。2)SO2SO2參加反應(yīng)的硫磺為1 mol，則經(jīng)流量計(jì)1通入的氧氣為1.5 mol，反應(yīng)后氣體總量為

11、1.5 mol×57.5 mol，2SO2O22SO3V2 1 21 1 mol0.5 mol經(jīng)流量計(jì)2通入的氧氣為0.5 mol×2.51.25 mol，則1.2。反應(yīng)后氣體總量為7.5 mol1.25 mol×51 mol×95%×13.275 mol，則尾氣中SO2的體積分?jǐn)?shù)為0.004。硫酸工業(yè)中，尾氣SO2用氨水吸收，再用硫酸處理：SO22NH3H2O=(NH4)2SO3(NH4)2SO3H2SO4=(NH4)2SO4SO2H2O，生成的(NH4)2SO4可作肥料。3)硫鐵礦的含硫成分為FeS2，硫元素氧化生成SO2的同時(shí)，鐵元素也被

12、氧化生成Fe2O3(廢渣)，與硫磺直接燃燒相比，耗氧量增加，產(chǎn)生的廢渣也增加。(2)橡膠的硫化是采用硫磺；合成烷基苯磺酸鈉需要先合成苯磺酸，而苯磺酸通過(guò)苯與濃硫酸的磺化反應(yīng)生成；鉛蓄電池用硫酸作為電解液；過(guò)磷酸鈣通過(guò)磷酸鈣與硫酸反應(yīng)得到。(3)CaCO3CaOCO2；SO2CaOCaSO3；2CaSO3O2=2CaSO4。CaSO3不穩(wěn)定，在空氣中容易被氧化成CaSO4。答案：(1)1)熱交換器增加SO3與濃硫酸的接觸面積，有利于SO3的吸收2)1.20.004用氨水吸收3)AC(2)BCD(3)CaCO3CaOCO2；2SO22CaOO22CaSO4(或2SO22CaCO3O22CaSO42

13、CO2)11讀某城市的城市布局示意圖，回答有關(guān)問(wèn)題：煤炭基地大型硫酸廠自來(lái)水廠療養(yǎng)院大型商場(chǎng)食品廠化工廠造紙廠污水處理廠高等院校(1)該城市布局是否合理？請(qǐng)分析原因。(2)圖中處分布大型硫鐵礦(主要成分是FeS2)。寫(xiě)出制取二氧化硫、三氧化硫的化學(xué)方程式。(3)接觸法制硫酸的尾氣中還含有少量的二氧化硫，如果排入大氣，就會(huì)造成環(huán)境污染。你認(rèn)為該企業(yè)應(yīng)該采用什么方法回收、利用尾氣中的二氧化硫，寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。(4)該市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，每天有大量的汽車排放氮氧化合物、碳?xì)浠衔?，以及企業(yè)、家庭爐灶排放大量的二氧化硫、二氧化碳等，會(huì)導(dǎo)致市民心臟出現(xiàn)什么問(wèn)題？該市應(yīng)采取哪些措施防治大氣污染？解析：(

14、1)煤炭基地、大型硫酸廠、化工廠布局合理。理由是它們都接近原料基地，且在垂直風(fēng)向的郊外，自來(lái)水廠、療養(yǎng)院、大型商場(chǎng)、食品廠布局合理。自來(lái)水廠在河流上游，不受或少受污染，分布在居民區(qū)中心地帶。造紙廠不合理，理由是，它位于夏季風(fēng)的上風(fēng)地帶，且離居民區(qū)、高等院校較近，大氣污染嚴(yán)重。鐵路穿過(guò)市區(qū)不合理，因?yàn)樵肼曃廴尽⒋髿馕廴緡?yán)重。(2)4FeS211O22Fe2O38SO2；2SO2O22SO3。(3)氨吸收法：SO22NH3H2O=(NH4)2SO3(NH4)2SO3H2SO4=(NH4)2SO4SO2H2O。(4)心臟供氧不足，心臟收縮性減弱，因而心臟輸出量減少。該市應(yīng)采取的措施是：大力植樹(shù)造林；

15、限制大量汽車將碳?xì)浠衔铩⒌趸衔锱湃氪髿?；采用科學(xué)技術(shù)對(duì)硫酸廠、化工廠、造紙廠、煤炭基地的廢氣進(jìn)行回收處理；創(chuàng)造條件，將造紙廠遷移到遠(yuǎn)離市區(qū)的郊外等等。答案：(1)煤炭基地、大型硫酸廠、化工廠布局合理，自來(lái)水廠、療養(yǎng)院、大型商場(chǎng)、食品廠布局合理。造紙廠不合理，鐵路穿過(guò)市區(qū)不合理。(2)(3)(4)答案見(jiàn)解析。12(2011年天津檢測(cè))下面的裝置是仿照工業(yè)上制備硫酸的工藝流程設(shè)計(jì)出來(lái)的，用于探究工業(yè)上為何采用98%的濃硫酸吸收三氧化硫。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出沸騰爐內(nèi)煅燒黃鐵礦的反應(yīng)方程式_；(2)甲和乙相當(dāng)于工業(yè)上制取硫酸裝置中的_；(3)寫(xiě)出在催化劑表面所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_，在實(shí)驗(yàn)

16、過(guò)程中不能持續(xù)加熱的理由是_；(4)在乙反應(yīng)器內(nèi)要求氧氣的量要比二氧化硫的量多一倍左右，你是如何控制和估計(jì)的？_；(5)若丁裝置在反應(yīng)過(guò)程中先出現(xiàn)氣泡，不久就出現(xiàn)了霧，而丙裝置一直都沒(méi)有任何現(xiàn)象，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是_。A濃硫酸對(duì)三氧化硫的吸收效率遠(yuǎn)好于水，三氧化硫被濃硫酸充分吸收B三氧化硫的通氣速率太快，三氧化硫未被水和濃硫酸充分吸收C丙中的導(dǎo)氣管插得太深，導(dǎo)致兩個(gè)吸收瓶?jī)?nèi)的氣壓差較大D丁中的導(dǎo)氣管插得太淺，三氧化硫氣體從水中逸出，與水蒸氣化合形成酸霧解析：裝置甲有多個(gè)作用，一是通過(guò)觀察氣泡產(chǎn)生的速率調(diào)節(jié)通入二氧化硫、氧氣的比例，二是使兩種原料氣體充分混合，三是起到干燥作用。答案：(1)

17、4FeS211O22Fe2O38SO2(2)接觸室(3)2SO2O22SO3防止溫度過(guò)高，降低SO2的轉(zhuǎn)化率及催化劑活性(4)可以通過(guò)調(diào)節(jié)氣閥，控制氣體流量，觀察甲裝置的冒泡速率進(jìn)行估算(5)A13(2011年銀川高二檢測(cè))某化學(xué)興趣小組的同學(xué)為模擬工業(yè)制造硫酸的生產(chǎn)過(guò)程，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，請(qǐng)根據(jù)圖示回答問(wèn)題。(1)裝置A用來(lái)制取氧氣，寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)燃燒爐內(nèi)放一定量硫鐵礦粉末，在高溫條件下和A裝置制出的氧氣充分反應(yīng)，其化學(xué)方程式為_(kāi)；現(xiàn)有含F(xiàn)eS2 60%的硫鐵礦100 t，如果在煅燒過(guò)程中，S損失了18%，則可生產(chǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸_噸。(3)C裝置為凈化裝置，若無(wú)

18、該裝置，將混合氣體直接通入D裝置，除對(duì)設(shè)備有腐蝕外，還會(huì)造成的后果是_。(4)工業(yè)上利用2SO2(g)O2(g)=2SO3(g)反應(yīng)制備SO3，下表是在一定條件下測(cè)定的SO2的轉(zhuǎn)化率，根據(jù)表格中提供的數(shù)據(jù)，請(qǐng)選擇工業(yè)利用該反應(yīng)制備SO3 的溫度與壓強(qiáng)_。 壓強(qiáng)/MPa轉(zhuǎn)化率溫度/0.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4(5)為檢驗(yàn)從接觸室出來(lái)的氣體成分，甲同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：A中盛放的試劑是_；B中盛放98.3%濃硫酸的作用是_，乙同學(xué)提出可用飽和NaHSO3溶液代替98.3%的濃硫酸，請(qǐng)你判斷乙同學(xué)的方

19、案_(填“可行”或“不可行”)，說(shuō)明理由_。C中盛放的試劑是_，其作用是_。解析：(1)根據(jù)圖示裝置確定是實(shí)驗(yàn)室快速制氧氣，所以可以用雙氧水與二氧化錳或過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)制備，(2)涉及的是多步計(jì)算，可以用硫的守恒快速計(jì)算，(3)砷、硒雜質(zhì)會(huì)使催化劑中毒，(4)分析表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在常壓，400500 時(shí)轉(zhuǎn)化率已經(jīng)比較高了，(5)關(guān)鍵是要明確尾氣成分主要是考慮SO3、SO2和O2，結(jié)合尾氣的性質(zhì)進(jìn)行分析解答。答案：(1)2H2O22H2OO2或2Na2O22H2O=4NaOHO2(2)4FeS211O22Fe2O38SO282(3)催化劑中毒(4)400500 ；常壓(5)BaCl2溶液除SO3不

20、可行SO3與NaHSO3反應(yīng)生成SO2，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾酸性KMnO4溶液或溴水檢驗(yàn)并吸收SO214以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖如下：(1)將燃燒黃鐵礦的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整：4_11O22Fe2O38SO2(2)接觸室中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(3)依據(jù)工藝流程圖判斷下列說(shuō)法正確的是(選填序號(hào)字母)_。a為使黃鐵礦充分燃燒，需將其粉碎b過(guò)量空氣能提高SO2的轉(zhuǎn)化率c使用催化劑能提高SO2的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率d沸騰爐排出的礦渣可供煉鐵(4)每160 g SO3氣體與H2O化合放出260.6 kJ的熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_。(5)吸收塔排出的尾氣先用氨水吸收，再用濃硫酸處理，得到較高濃度的SO2和銨鹽。SO2既可作為生產(chǎn)硫酸的原料循環(huán)再利用，也可用于工業(yè)制溴過(guò)程中吸收潮濕空氣中的Br2。SO2吸收Br2的離子方程式是_。為測(cè)定該銨鹽中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，將不同質(zhì)量的銨鹽分別加入到50.00 mL相同濃度的NaOH溶液中，沸水浴加熱至氣