《硫酸工業(yè)》習(xí)題2-1

1、硫酸工業(yè)習(xí)題同步測(cè)控1.工業(yè)上制取硫酸，回收尾氣中的廢氣常選用的試劑是（）A.氨水B.NaOHC.H2SO3D.H2SO4解析：選Ao用氨水吸收尾氣中的SO2回收利用后還可生產(chǎn)化肥，且氨水價(jià)格較低。2.在接觸法制硫酸的工業(yè)生產(chǎn)中，下列生產(chǎn)操作與說(shuō)明這些操作的主要原因都正確的是（）A.黃鐵礦煨燒前需要粉碎，因?yàn)榇髩K黃鐵礦不能燃燒B.從沸騰爐出來(lái)的爐氣需要凈化，這樣可以提高產(chǎn)品的純度C.SO2氧化為SO3時(shí)需使用催化劑，這樣可以提高反應(yīng)速率和SO2的轉(zhuǎn)化率D.用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%的硫酸吸收SO3,目的是防止形成酸霧，以便使SO3吸收完全解析：選D。將黃鐵礦粉碎的主要目的是為了增大和空氣的接觸面積

2、，可使其燃燒得更充分、更快，所以選項(xiàng)A操作正確，但解釋錯(cuò)誤；爐氣凈化的目的是防止?fàn)t氣中的雜質(zhì)和礦塵使催化劑中毒、失效，所以選項(xiàng)B操作正確，但解釋錯(cuò)誤；使用催化劑是為了提高反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)完成的時(shí)間，但對(duì)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的產(chǎn)率均無(wú)影響，所以選項(xiàng)C也是操作正確,但解釋錯(cuò)誤；選項(xiàng)D是正確的。3 .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.B.C.D.解析：選Do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

3、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。4 .有關(guān)硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益的說(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SO2M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Co硫酸廠是污染性的企業(yè)，不應(yīng)建在

4、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SO2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。5.（2011年高考浙江卷自選模塊）“化學(xué)與技術(shù)”模塊（1）火山噴發(fā)所產(chǎn)生的硫磺可用于生產(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)安裝慎設(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

5、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（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

6、有效減少煤燃燒時(shí)SO2的排放，請(qǐng)寫出此脫硫過(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)S+O2=SO2參加反應(yīng)的硫磺為1mol,則經(jīng)流量計(jì)1通入的氧氣為1.5mol,反應(yīng)后氣體總量為1.5molX5=7.5mol,2SO2+O2泄E夜2SO3AV21211mol0.5mol經(jīng)流量計(jì)2通入的氧氣為V10.5molX2.5=1.25mol,則1.5mol誨埼=1.2。反應(yīng)后氣體總SO2的體積分?jǐn)?shù)為量為7.5mol+1.25molX51molx95%=13.

7、275mol,則尾氣中21X5%=0.004。13.275SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3硫酸工業(yè)中，尾氣SO2用氨水吸收，再用硫酸處理:(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4SO21+H2Q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。局溫.(3)CaCO3=CaO+CO2r;

8、SO4CaO=CaSO32CaSO升O2=2CaSO4CaSO環(huán)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一高溫.A八CaCO犯=CaBCO2r;2SO2+2CaOO2=2CaSO4（2SO2+2CaCO3FO2=2CaSO什2CO2）課時(shí)訓(xùn)練1 .（2011年漳州高二檢測(cè)）下列化工生產(chǎn)中所發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)，不涉及氧化還原反應(yīng)的是（）A.氯堿工業(yè)B.接觸法制硫酸C.制造普通玻璃D.工業(yè)合成氨答案：C2 .將三氧化硫溶解在硫酸中所得到的混合物叫做“發(fā)煙硫酸”（H2SO4-nSO3

9、）,通常以三氧化硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示其組成。今將0.1185g發(fā)煙硫酸試樣溶于水，用0.125molL1的NaOFfe準(zhǔn)溶液滴定，用去此標(biāo)準(zhǔn)溶液20mL恰好中和，則試樣中SO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（）A.15%B.17%C.34%D.60%答案：A3.保護(hù)環(huán)境已成為人類的共識(shí)，人類應(yīng)以可持續(xù)發(fā)展的方式使用資源，以合理的方式對(duì)廢物進(jìn)行處理并循環(huán)使用。下列做法不利于環(huán)境保護(hù)的是（）A.發(fā)電廠的煤經(jīng)脫硫處理B.將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣作燃料C.回收并合理處理聚乙烯塑料廢物D.電鍍廢液經(jīng)中和后直接排放解析：選Do對(duì)煤進(jìn)行脫硫處理，目的是減少SO2的污染；將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣，也稱煤的氣化，可以提高煤的燃燒效率，減少因不完全燃

10、燒而產(chǎn)生CO的污染；回收并合理處理聚乙烯塑料廢物，可減少白色污染，變廢為寶；電鍍液往往含重金屬離子或CN-等，必須進(jìn)行處理后方可排放，僅中和是不可排放的。4.（2011年宿遷高二檢測(cè)）下列關(guān)于硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益的討論中，敘述錯(cuò)誤的是（）A.充分利用三個(gè)反應(yīng)放出的熱能，來(lái)降低生產(chǎn)成本B.為了防止尾氣的污染，用氨水吸收尾氣C.硫酸工廠要遠(yuǎn)離人口稠密的居民區(qū)和環(huán)保要求高的地區(qū)，遠(yuǎn)離硫酸消費(fèi)中心D.生產(chǎn)過(guò)程中含有少量硫酸的污水，可用石灰乳中和處理答案：C5 .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)

11、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)行答案：B6 .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V205D.在2SO2+O22SO3中，對(duì)“450C”的選擇，來(lái)自對(duì)反應(yīng)物性質(zhì)和催化劑性質(zhì)的450°綜合考慮C解析：選Do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

12、時(shí)，就要考慮施加負(fù)催化劑的問(wèn)題。7.含硫48%勺硫鐵礦煨燒時(shí)FeS2損失2%則下列說(shuō)法不正確的是（）A.該硫鐵礦含F(xiàn)eS2也是48%B.硫損失也是2%C.鐵損失也是2%D.該硫鐵礦含F(xiàn)eS290%120解析：選A。該硫車OT含F(xiàn)eS2為前以8%=90%故DTO,而。錯(cuò)誤；煨燒時(shí)FeS2損失2%則其中的鐵和硫也都損失2%1催化劑8 .反應(yīng)SO2（g）+O2（g）八SO曬）AH=-98.3kJmol1在一定條件下達(dá)到平LJ衡，欲使SO3的分解速率降低而使SO2的濃度增大，可采取的措施是（）A,減小體系的壓強(qiáng)B,減小O2的濃度C.增高體系的溫度D.使用催化劑解析：選Bo升溫和使用催化劑都既可提高正反

13、應(yīng)速率，又可提高逆反應(yīng)速率；減壓雖然使SO3的分解速率降低，平衡也向左移動(dòng)，但因體積擴(kuò)大，新平衡時(shí)各成分的濃度都會(huì)降低。9 .下列有關(guān)接觸法制硫酸的敘述不正確的是()A.用S代替FeS2,可減少環(huán)境污染B.爐氣只含SO2進(jìn)接觸室之前不需要凈化C.熱交換的目的，一方面使即將參加反應(yīng)的氣體達(dá)到一定溫度，另一方面降低SO3的溫度D.尾氣要處理后才能排放到空氣中解析：選B。因硫鐵礦石中含雜質(zhì)成分較多，故對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染也較多；爐氣中除含SO2外,還有O2、N2等，煨燒FeS2的爐氣進(jìn)入接觸室前必須凈化。1催化效w“心工10.SO2(g)+-O2(g):SO30A+-98.3kJmol1,當(dāng)4molSO2

14、(g)發(fā)生2此反應(yīng)時(shí)，放出314.3kJ的熱量，則SO2的轉(zhuǎn)化率是()A.40%B.60%C.70%D.80%,，一,314.3kJ解析：選D。a(SO2)=-,；X100%=80%4molx98.3kJmol111 .根據(jù)接觸法制硫酸的簡(jiǎn)單流程圖(如圖所示)，填寫空白。(1)設(shè)備A是，在設(shè)備A中進(jìn)行的反應(yīng)的化學(xué)方程式是；設(shè)備B是，在設(shè)備B中進(jìn)行的反應(yīng)的化學(xué)方程式是；設(shè)備C是，在設(shè)備C中進(jìn)行的反應(yīng)的化學(xué)方程式是(2)圖中標(biāo)號(hào)處通入或放出的物質(zhì)是：?,?(3)在設(shè)備A里，礦石燃燒前要粉碎成細(xì)小礦粒的原因是(4)從設(shè)備A里放出的氣體必須經(jīng)過(guò)、處理后，才能進(jìn)入設(shè)備B,其原因是設(shè)備B中部的裝置叫器，其

15、作用是(6)設(shè)備C中用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%的硫酸吸收SO3的原因是(7)尾氣在排放到空氣之前必須經(jīng)過(guò),其原因是O解析：本題考查了硫酸的生產(chǎn)工藝和有關(guān)問(wèn)題，結(jié)合硫酸的生產(chǎn)原理即可順利作答。高溫答案：(1)沸騰爐4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2V205接觸室2SO4O22SO3450c吸收塔SO升H2O=H2SO4(2)硫鐵礦(或硫磺)空氣SO2O2、N2等爐渣凈化氣(SO2、O2、N2)SO3O2、N2(含少量SO2)N2、O2(含SO2)98.3%濃硫酸硫酸(3)使礦石充分被氧化，以提高其利用率(4)除塵洗滌干燥粉塵等容易使催化劑中毒，并會(huì)給設(shè)備造成不良的影響(5)熱交換充分利用熱

16、量，使進(jìn)入的凈化氣被加熱，并冷卻反應(yīng)后的混合氣體(6)防止生成酸霧，以提高SO3的吸收效率(7)處理(吸收尾氣中含有的SO2)防止SO2排入大氣而造成環(huán)境污染12 .在硫酸工業(yè)中，通過(guò)下列反應(yīng)使SO2轉(zhuǎn)化為SO3:2SO4O2遑睡2SO3AHv0,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400500C是由于壓強(qiáng)采用,原因是(4)常用濃硫酸來(lái)吸收SO2而不用水，因?yàn)镺解析：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

17、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13 .(2011年福州高二檢測(cè))工業(yè)制硫酸生產(chǎn)流程如下圖：空氣我國(guó)硫鐵礦資源比較豐富，但很多工廠仍以硫磺為原料生產(chǎn)硫酸，理由是(2)在催化反應(yīng)中，下列措施中有利于提高SO2平衡轉(zhuǎn)

18、化率的有(填字母代號(hào))。A,升高溫度B,減小壓強(qiáng)C.不斷補(bǔ)充空氣D.及時(shí)分離出SO3(3)在生產(chǎn)中為提高催化劑催化效率采取了哪些措施？(至少答出兩點(diǎn)措施)(4)已知2SO2(g)+02(g)心兼2SO3(g)AH=-196kJmol1。在450C、常壓和鈕催化條件下向一密閉容器中充入2molSO涮1molO2,充分反應(yīng)后，放出的熱量(填“<”、">"或"=")196kJ,理由是經(jīng)檢測(cè)生產(chǎn)硫酸的原料氣成分(體積分?jǐn)?shù))為SO27%O211%N282%在500C,0.1MPa條件下達(dá)到平衡時(shí)，各種氣體的體積比為V(SO2)：V(SO3):V(O2)

19、:V(N2)=0.46:6.54:7.73：82,則SO2的利用率為。答案：(1)硫鐵礦為原料的生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物太多，處理成本高(2)CD(3)凈化氣體；控制溫度在400500C;增大催化劑與反應(yīng)氣體的接觸面積(答兩點(diǎn)即可)(4)<在1atm和298K條件下，2molSO2和1molO2完全反應(yīng)生成2molSO3,放出196kJ熱量，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不可能進(jìn)行完全，又因?yàn)榉磻?yīng)溫度為450C,所以放出的熱量小于196kJ(5)93.4%WIOD1HI微HIDD14H室觸接14.以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖如下：經(jīng)凈化=1-1-ntHtt礦渣沸晦滬黃鐵礦JMHs30為'(i

20、)將燃燒黃鐵礦的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整：八高溫CCC4+11O2=2Fe2O3+8SO2(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160gSO3氣體與H2O化合放出260.6kJ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和錢鹽。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)制澳過(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)定該錢鹽中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，將不同質(zhì)量的錢鹽分別加入到50.00mL相同濃度的NaOH溶液中，沸水浴加熱至氣體全部逸出(此溫度下錢鹽不分解)，該氣體經(jīng)干燥后用濃硫酸吸收完全，測(cè)定濃硫酸增加的質(zhì)量。部分測(cè)定結(jié)果：錢鹽質(zhì)量為10.00g和20.00g時(shí)，濃