高中化学主题矿山资源硫酸与无机材料制造课题“设计”一座硫酸厂作业选修.pdf

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1、 “设计”一座硫酸厂 (建议用时：45 分钟)学业达标 1以下说法正确的选项是()A生产硫酸的工业尾气能够直接排入大气 B进入催化反响室的气体，一定先经净化、干燥 C在汲取塔内用水来汲取 SO3 D在高温、高压下由 SO2和 O2合成 SO3 【分析】从沸腾炉出来的炉气若不净化、干燥，易造成催化剂中毒，即便催化剂活性 降低或无效。【答案】B 2在硫酸工业制法中，以下生产操作与说明生产操作的主要原由两者都正确的选项是()A硫铁矿焚烧前需要粉碎，由于大块的硫铁矿不可以在空气中焚烧 B从沸腾炉出来的炉气需净化，由于炉气中二氧化硫会与杂质反响 C二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，这样能够提高二氧化

2、硫的转变率 D三氧化硫用 98.3%的浓硫酸汲取，目的是防备形成酸雾，以便使三氧化硫汲取完整 【分析】A项，“粉碎”目的是为了增大反响接触面积；B 项，“净化”是为了防备催 化剂中毒；C 项，使用催化剂可提高反响速率，不可以使转变率发生改变。【答案】D 3硫酸生产中，依据化学均衡原理来确立的条件或举措有()A矿石加入沸腾炉以前先粉碎 B使用 V2O5做催化剂 C转变器中使用适合的温度 D净化后的炉气中要有过度的空气 【分析】依据化学均衡原理来确立的条件是 D 项。(增大反响物浓度，使均衡正向挪动)。依据化学均衡原理，降温有益于均衡正向挪动，保持适合温度是为了使催化剂活性最好。【答案】D 4飘尘

3、是物质焚烧时产生的粒状飘荡物，颗粒很小，不易沉降，它与空气中的 SO2、O2 接触时，SO2会部分转变为 SO3，使空气的酸度增添，飘尘所起的作用可能是 ()氧化剂 复原剂 催化剂 吸附剂 A B C D 【分析】飘尘会吸附 SO2和 O2，并对 SO2和 O2的反响起催化作用。【答案】D 5有 A、B、C、D 四此中等城市，它们水源、能源充分，交通便利，它们的相对地理位 置如下图。各城市各有其特色：A城市是风光艳丽，人口浓密，土地供给紧张的旅行城市，环保要求高，近郊有丰富的 FeS2资源。B 城市是一个新兴的工业城，已建有大型磷肥厂，土地 供给充分。C 城近郊有丰富的磷灰石资源，工业发达，但

4、使用 H2SO4的工业不多，土地供给充 足。D 城是一个古老的城市，它的四周是重要的农业区，是大批肥料的集散地。现拟建一座硫 酸工厂，厂址应选在()AA城近郊 BB 城近郊 CC 城近郊 DD 城近郊 【分析】A城、D城，一个是旅行城市，土地紧张，一个是古老的城市、重要的农业区，都不行选；C 城使用硫酸的工业不多而 B 城的大型磷肥厂需要大批的硫酸，且土地供给充分，此外从距离上剖析，B 城从 A城运 FeS2的运输距离为 200km，而 C 城从 A城运 FeS2的运输距 离为 300km。综合考虑应选在 B 城近郊。【答案】B 6相关硫酸工业综合经济效益的说法中，正确的选项是 ()A甲地有丰

5、富的硫铁矿资源，水源、能源充分，交通便利，是景色艳丽的旅行胜地，虽 然当地使用硫酸的工业不多，但为提高当地经济效益宜建硫酸厂 B为减少 SO2对空气的污染，能够建筑高烟囱，使含 SO2的尾气在高空扩散稀释，保证地 面达到安全浓度 C硫酸生产过程中排放的污染物主假如含 SO2的尾气、固体残渣、废酸和废水等 D选择硫酸厂厂址时，当经济利益与环保问题有矛盾时，为提高人们的物质生活水平，应先考虑经济利益的问题 【分析】硫酸厂是污染性的公司，不该建在环保要求高的地域；当地使用硫酸的工业 不多，也不宜建硫酸厂，由于硫酸的远程运输成本高，危险性大，故 A错误。将 SO2排放到高 空，SO2的总量不会减少，且

6、会形成酸雨危害环境，故 B 错误。选择硫酸厂厂址在考虑经济利 益的同时，一定考虑环保问题，也就是要提高综合经济利益，故 D 错误。【答案】C 7将三氧化硫溶解在硫酸中所获得的混淆物称为“发烟硫酸”，往常以三氧化硫的质量 分数表示其构成。将 0.1185g 发烟硫酸试样溶于水，用 1 20mL，恰巧中和，则试样中 SO 的质 0.125mol L 的 NaOH 标准溶液滴定。用去此标准溶液 3 量分数为()A15%B17%C34%D60%1 1 1 【分析】n(H2SO4SO3)2n(NaOH)0.125molL 0.02L 20.00125mol。设 此中含 SO3xmol，则有：80 gmo

7、l1xmol98gmol1(0.001 25x)mol01185g，解得 x0.004 mol，m(SO3)0.004 mol80gmol10.0178g，质量分数：0.0178 18 18 0.1185 100%15%。【答案】A 8工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有 N2、O2外，还含有 SO2等对环境 有较大影响的有害气体。能用于测定硫酸尾气中 SO2含量的是 ()ANaOH 溶液、酚酞试液 B石灰水、石蕊试液 C碘水、淀粉溶液 D氨水、酚酞试液 【分析】测定 SO2含量一定要能跟 SO2 反响，并且能够用颜色变化来正确确立反响终点。A项和 D 项固然能反响，但 A在完整生成

8、 Na2SO3 时溶液仍是碱性，没变色，而 D 在 SO2还没有 与氨水完整反响时就开始变色了。石灰水中所含溶质较少，且石蕊试液的颜色变化不显然。【答案】C 9在硫酸工业生产中，SO3的汲取过程是在汲取塔(如图)中进行的，汲取塔里还装入了大 量瓷环。以下说法中不正确的选项是()A从处通入 SO3，整个汲取操作采纳逆流的形式 B从处喷下 98.3%的硫酸，瓷环的作用是增大接触面积 C从处导出的气体只含有少许 SO2，可直接排入大气 D从处流出的是可用水或稀硫酸稀释的浓硫酸 【分析】三氧化硫的汲取往常使用 98.3%的硫酸，不用水或稀 硫酸，原由是水或稀硫酸汲取三氧化硫时简单形成酸雾，汲取速率慢，

9、不利于三氧化硫的汲取；气体的汲取常采纳逆流原理，这样有益于气、液的充分接触，汲取 成效好；从汲取塔上部导出的气体是 N2、没有起反响的 O2和少许二氧化硫，直接排入大气会 污染环境，因此应用汲取剂汲取或循环使用。【答案】C 能力提高 10请依据工业制硫酸的相关知识回答以下问题：(1)在硫酸工业生产中，为了提高SO2的转变率，且能充分利用热能，采纳了中间有热交 换器的接触室(如下图)。按此密闭系统中气体的流向判断，在 R 处流出的气体中除 N2外的主要构成为_。ASO2 BSO2、SO3 CSO、O DSO、O、SO 2 2 3 2 2 (2)接触法制硫酸过程中：2SO(g)O 3(g)。依据下

10、表中的数据判断以下图象 2 正确的选项是(填序号)_。压强 p1 p1 p2 p2 温度 400 500 400 500 SO 的转变率/%99.6 96.9 99.7 97.8 2 (3)以下图表示的是工业制硫酸中尾气的综合利用，气体 M回收后可进入接触室循环利用，请依据图示判断 X是(填名称)_，写出 Y与硫酸反响生成 _。M的化学方程式：【分析】(1)该装置为接触室，R 处流出的气体就是在接触室中发生反响的反响物，其 主要成分是二氧化硫和氧气；(2)依据反响特色和数据表知，2 1，正反响是放热反响，降 p p 低温度，二氧化硫的转变率提高；增大压强，三氧化硫的百分含量提高，A、B两个图象

11、切合 题意。【答案】(1)C(2)AB 3 2 4 4 2 4 2 2(3)氨水(NH4)2SOHSO=(NH)SOHOSO 11依据接触法制硫酸的简单流程图(如下图)，填写空白。(1)设施 A是_，在设施 A中进行的反响的化学方程式是 _；设施 B 是_，在设施 B 中进行的反响的化学方程式是 _；设施 C 是_，在设施 C 中进行的反响的化学方程式是 _。(2)图中标号处通入或放出的物质是 _，_，_，_，_，_，_，_，_。(3)在设施 A里，矿石焚烧前要粉碎成渺小矿粒的原由是 _。(4)从设施 A里放出的气体一定经过_、_、_ 办理后，才能进入设施B，其原由是_ _。(5)设施 B 中

12、部的装置叫_ 器，其作用是 _。(6)设施 C 顶用质量分数为 98.3%的硫酸汲取 SO3的原由是 _。(7)尾气在排放到空气以前一定 _，其原由是_。【分析】此题考察了硫酸的生产工艺和相关问题，联合硫酸的生产原理即可顺利作答。高温【答案】(1)沸腾炉 4FeS211O2=2Fe2O38SO2 转变器 催化剂 2SO 2SO O 2 3 汲取塔 SO3H2O=H2SO4 (2)硫铁矿(或硫黄)空气 SO2、O2、N2等 炉渣 净化气(SO2、O2、N2)SO3、O2、N2(含 少许 SO2)N2、O2(含SO2)98.3%的浓硫酸 硫酸 (3)增大矿石与空气的接触面积，加速反响速率 (4)除

13、尘清洗干燥粉尘等简单使催化剂中毒，并会给设施造成不良的影响 (5)热互换充分利用热量，使进入的净化气被加热，并冷却反响后的混淆气体 (6)防备生成酸雾，以提高 SO3的汲取效率 (7)除掉尾气中含有的 SO2防备 SO2排入大气而造成环境污染 12(1)火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸。某公司用如下图的工 艺流程生产硫酸：请回答以下问题：为充分利用反响放出的热量，接触室中应安装 _(填设施名称)。汲取塔中填补 有很多瓷管，其作用是 _ _。为使硫黄充分焚烧，经流量计 1 通入焚烧室的氧气过度 50%。为提高 SO2转变率，经流 量计 2 的氧肚量为接触室中二氧化硫完整氧化时理论

14、需氧量的 2.5 倍，则生产过程中流经流 量计 1 和流量计 2 的空气体积比应为 _。假定接触室中 SO2的转变率为 95%，b 管排出 的尾气中二氧化硫的体积分数为 _(空气中氧气的体积分数按 0.2 计)，该尾气的办理 方法是_。与以硫铁矿为原料的生产工艺对比，该工艺的特色是 _。A耗氧量减少 B二氧化硫的转变率提高 C产生的废渣减少 D不需要使用催化剂 (2)硫酸的用途特别广，可应用于_。A橡胶的硫化 B表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成 C铅蓄电池的生产 D过磷酸钙的制备 (3)矿物燃料的焚烧是产生大气中SO2的主要原由之一。在燃煤中加入适当的石灰石，可 有效减少煤焚烧时 SO2的排放

15、，请写出此脱硫过程中发生的反响的化学方程式：_ _。【分析】(1)此题考察了工业制取 H2SO4的过程，在熟习设施及工艺流程基础上可知接触 室应安装热互换器，汲取塔为便于充分汲取 SO3而填补了很多瓷管。(2)考察了学生剖析及办理数据进行计算的能力，可假定有 1mol 硫黄充分焚烧，则据反 点燃 1 充入 O 为 1.5 mol，生成 SO1mol，据反响 2SO 应 SO=SO 知反响耗 O1mol，流量计 2 2 2 2 2 催化剂 2SO3知理论上1molSO2反响耗 O20.5mol，流量计 2 充入 O2为 1.25mol，则流 O2 量计 1、2 充入氧气体积比(等于空气体积比)为 65(或 1.21)；假定 SO2转变率为 95%，则 0.05 尾气中 SO2体积分数为 10.4750.05100%0.4%。【答案】(1)热互换器 增添 SO3与浓 H2SO4接触面积，有益于 SO3的汲取 65(或 1.21)0.4%用氨水汲取 AC (2)BCD 高温 (3)CaCO3=CaO CO，2CaO O=2CaSO(或 2CaCO O=2CaSO 2 2SO 2 4 2SO 3 2 4 2CO)