知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．
硫酸工业：
硫酸是基础化工的重要产品，工业上制备硫酸的主要反应为：
造气：\(\rm{4FeS_{2}+11O_{2}}\) \(\rm{ \dfrac { \overset{\;{高温}\;}{ -}}{\;}}\) \(\rm{2Fe_{2}O_{3}+8SO_{2}}\)
催化氧化：\(\rm{2SO_{2}+O_{2}}\) \(\rm{\underset{\triangle}{\overset{{催化剂}}{{\rightleftharpoons}}}}\) \(\rm{2SO_{3}}\)
吸收：\(\rm{SO_{3}+H_{2}O→H_{2}SO_{4}}\)
完成下列填空：
\(\rm{(1)}\)一定条件下，\(\rm{1mol}\) \(\rm{SO_{2}}\)和\(\rm{0.75mol}\) \(\rm{O_{2}}\)在容积为\(\rm{1L}\)的恒容密闭容器中发生反应，\(\rm{5min}\)时达到化学平衡。
\(\rm{①}\)反应达到平衡后若改变条件使平衡常数\(\rm{K}\)值变大，则在平衡移动过程中\(\rm{υ(}\)正\(\rm{)}\) ______ \(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)
\(\rm{a.}\)一直增大 \(\rm{b.}\)一直减小 \(\rm{c.}\)先增大后减小 \(\rm{d.}\)先减小后增大
\(\rm{②}\)达到平衡时若\(\rm{SO_{3}}\)的浓度为\(\rm{0.98mol⋅L^{-1}}\)，则\(\rm{5min}\)内氧气的反应速率为 ______ \(\rm{mol⋅L^{-1}⋅min^{-1}.}\)反应体系中氧气过量的目的是 ______ 。
\(\rm{(2)}\)催化氧化反应中，\(\rm{SO_{2}}\)的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。则工业生产中最适宜的压强为 ______ ，最适宜的温度范围为 ______ 。
\(\rm{(3)}\)若制取硫酸的上述三个反应过程中硫元素的转化率都是\(\rm{98\%}\)，则\(\rm{1mol}\)硫铁矿可以制得\(\rm{SO_{2}}\) ______ \(\rm{L(}\)标准状况下\(\rm{)}\)，最终得到纯硫酸 ______ \(\rm{mol(}\)均保留\(\rm{2}\)位小数\(\rm{)}\)。

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2．
\(\rm{2SO_{2}(g)+O_{2}(g) \overset{{高温}}{ }2SO_{3}(g)+Q}\)，是接触法生产硫酸的主要反应之一。
完成下列填空：
\(\rm{(1)}\)生产过程中温度控制在\(\rm{400℃～500℃}\)，目的是 ______ ；该反应无需加压的原因是 ______ 。
\(\rm{(2)}\)上述反应在密闭容器中达到化学平衡状态的标志为 ______ 。
\(\rm{(3)}\)上述反应的平衡常数表达式为 ______ ，随着温度升高，平衡常数 ______ \(\rm{(}\)选填“增大”、“减小”或“不变”\(\rm{)}\)。
\(\rm{(4)}\)接触法生产硫酸尾气中含有\(\rm{SO_{2}}\)，可以采用氨水吸收，生成\(\rm{(NH_{4})_{2}SO_{3}}\)与\(\rm{NH_{4}HSO_{3}}\)的混合溶液。反应所得\(\rm{(NH_{4})_{2}SO_{3}}\)又可以将\(\rm{NO_{2}}\)转化为\(\rm{N_{2}}\)和\(\rm{(NH_{4})_{2}SO_{4}}\)。
\(\rm{①}\)写出生成\(\rm{NH_{4}HSO_{3}}\)的化学方程式 ______ 。
\(\rm{②}\)书写\(\rm{NO_{2}}\)与\(\rm{(NH_{4})_{2}SO_{3}}\)反应的化学方程式，标出该反应中电子转移的方向和数目 ______ 。

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3．

化学工业是国民经济的支柱产业。生产过程中不涉及化学变化的是\(\rm{(}\)　　\(\rm{)}\)

A．氮肥厂用氢气和氮气合成氨

B．纯碱厂用索尔维法制碱

C．硫酸厂用接触法生产硫酸

D．炼油厂用分馏法生产汽油

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4．

下列有关工业生产的叙述正确的是\(\rm{(}\)　　\(\rm{)}\)

A．合成氨生产中将\(\rm{NH_{3}}\)液化分离，可加快正反应速率，提高\(\rm{N_{2}}\)、\(\rm{H_{2}}\)的转化率

B．联合制碱法是将二氧化碳和氨气通入饱和氯化钠溶液中，制得碳酸氢钠，再在高温下灼烧，转化为碳酸钠

C．硫酸工业中，在接触室安装热交换器是利用\(\rm{SO_{3}}\)转化为\(\rm{H_{2}SO_{4}}\)时放出的热量

D．电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜，可防止阳极室产生的\(\rm{H_{2}}\)进入阴极室

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5．
硫酸是一种应用非常广泛的化工原料，其生产工艺与原料有紧密关系\(\rm{.}\)目前主要有如下图所示的两种工艺：
\(\rm{(1)H_{2}SO_{4}}\)的用途非常广泛，可应用于下列哪些方面 ______ \(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)
A.过磷酸钙的制备         \(\rm{B.}\)铅蓄电池的生产
C.橡胶的硫化             \(\rm{D.}\)表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
\(\rm{(2)}\)若沸腾炉中每燃烧\(\rm{0.12Kg}\) \(\rm{FeS_{2}}\)会放出\(\rm{853KJ}\)热量，写出此状况下\(\rm{FeS_{2}}\)燃烧的热化学方程式 ______ ．
\(\rm{(3)}\)两工艺中都用了接触室和吸收塔，为充分利用反应放出的热量，接触室中要安装 ______ \(\rm{(}\)填设备名称\(\rm{).}\)从吸收塔出来的尾气一般要进行的一种处理是 ______
\(\rm{(4)}\)下列操作与操作的主要原因都正确的是 ______ 填序号\(\rm{)}\)
A.黄铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的黄铁矿不能在空气中燃烧
B.\(\rm{SO_{3}}\)从吸收塔底部通入，因为吸收\(\rm{SO_{3}}\)采取逆流的形式
C.\(\rm{SO_{2}}\)氧化为\(\rm{SO_{3}}\)时需要使用催化剂，这样可提高\(\rm{SO_{2}}\)转化率
D.\(\rm{SO_{3}}\)用\(\rm{98.3\%}\)的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，提高\(\rm{SO_{3}}\)吸收率
\(\rm{(5)}\)为使硫黄充分燃烧，经流量计\(\rm{1}\) 通入燃烧室的氧气过量\(\rm{50\%}\)，为提高\(\rm{SO_{2}}\) 转化率，经流量计\(\rm{2}\) 的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的\(\rm{2.5}\) 倍，则生产过程中流经流量计\(\rm{1}\) 和流量计\(\rm{2}\) 的空气体积比应为 ______ \(\rm{(}\)空气中氧气的体积分数按\(\rm{0.2}\)计\(\rm{)}\)．
\(\rm{(6)}\)工艺\(\rm{I}\)与工艺 \(\rm{II}\)相比，主要差异为 ______ \(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)．
A.耗氧量减少   \(\rm{B.}\)二氧化硫的转化率提高   \(\rm{C.}\)产生的废渣减少   \(\rm{D.}\)不需要使用催化剂
\(\rm{(7)}\)若浓硫酸吸收\(\rm{SO_{3}}\)得到\(\rm{H_{2}SO_{4}⋅SO_{3}}\)，则将\(\rm{1Kg}\) \(\rm{98\%}\)的浓硫酸充分吸收\(\rm{SO_{3}}\)后所得产物进行稀释，
可以得到 ______ \(\rm{Kg}\) \(\rm{98\%}\)的浓硫酸．

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6．
实验室模拟合成硫酸的流程如图\(\rm{1}\)：

从图\(\rm{2}\)中选择制取气体的合适装置：
\(\rm{(1)}\)装置\(\rm{C}\)的名称为 ______ ，实验室通常用装置\(\rm{C}\)制备 ______ ．
A.\(\rm{H_{2}}\)B.\(\rm{C_{2}H_{2}}\)C.\(\rm{CO_{2}}\)D.\(\rm{NH_{3}}\)
\(\rm{(2)}\)实验室用装置\(\rm{D}\)制备\(\rm{O_{2}}\)的化学方程式为 ______ ．
\(\rm{(3)}\)若用装置\(\rm{B}\)制备\(\rm{SO_{2}}\)，可以选用试剂为 ______ ．
A.浓硫酸、亚硫酸钠固体\(\rm{B.}\)浓硫酸、铜片
C.稀硫酸、亚硫酸钠溶液\(\rm{D.}\)浓硫酸、铁屑
\(\rm{(4)SO_{2}}\)和\(\rm{O_{2}}\)通过图\(\rm{3}\)甲装置，甲装置的作用除了可以控制\(\rm{SO_{2}}\)、\(\rm{O_{2}}\)的流速外，还可以 ______ 、 ______ ．
\(\rm{(5)}\)使用图\(\rm{3}\)乙处导出的有关气体制成硫酸，下列\(\rm{a}\)、\(\rm{b}\)、\(\rm{c}\)三套装置中你选择图\(\rm{4}\)中的是 ______ ，该套装置与其它装置比较，其优点是 ______ ．

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7．

对下列化工生产认识正确的是\(\rm{(}\)　　\(\rm{)}\)

A．制备硫酸：使用热交换器可以充分利用能量

B．侯德榜制碱：析出\(\rm{NaHCO_{3}}\)的母液中加入消石灰，可以循环利用\(\rm{NH_{3}}\)

C．合成氨：采用\(\rm{500℃}\)的高温，有利于增大反应正向进行的程度

D．合成氯化氢：通入\(\rm{H_{2}}\)的量略大于\(\rm{Cl_{2}}\)，可以使平衡正移

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8．目前，我国采用“接触法”制硫酸．有关接触法制硫酸的下列说法中，正确的是（　　）

A．二氧化硫的接触氧化在合成塔中发生

B．吸收塔得到的硫酸浓度为98%

C．煅烧含硫48%的黄铁矿时，若FeS₂损失了2%，则S损失4%

D．接触室中适宜条件是V₂O₅作催化剂、高温、常压

E．接触室中采取高温是为了提高催化剂的活性和提高SO₂的转化率

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9．硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位．
（1）工业制硫酸时所用硫铁矿的主要成分为FeS₂，其中硫元素的化合物为 ______ ．
（2）硫酸的最大消费渠道是化肥工业，用硫酸制造的常见化肥有 ______ （任写一种）．
（3）硫酸生产中，根据化学平衡原理来确定的条件或措施有 ______ （填写序号）．
A．矿石加入沸腾炉之前先粉碎        B．使用V₂O₅作催化剂
C．转化器中使用适宜的温度          D．净化后的炉气中要有过量的空气
E．催化氧化在常压下进行            F．吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO₃
（4）在硫酸工业中，通过下列反应使二氧化硫转化为三氧化硫：
2SO₂（g）+O₂（g）⇌催化剂2SO₃（g）△H=-98.3kJ•mol^-1
在实际工业生产中，常采用“二转二吸法”，即将第一次转化生成的SO₂分离后，将未转化的SO₂进行二次转化，假若两次SO₂的转化率均为95%，则最终SO₂的转化率为 ______ ．
（5）硫酸的工业制法过程涉及三个主要的化学反应及相应的设备（沸腾炉、转化器、吸收塔））．
①三个设备分别使反应物之间或冷热气体间进行了“对流”．请简单描述吸收塔中反应物之间是怎样对流的．
______ ．
②工业生产中常用氨-酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染、废物利用的目的．用化学方程式表示其反应原理．（只写出2个方程式即可） ______ 、 ______ ．
（6）实验室可利用硫酸厂炉渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO₂等）制备聚铁和绿矾（FeSO₄•7H₂O），聚铁的化学式为[Fe₂（OH）_n（SO₄）_3-0.5n]_m，制备过程如图所示，下列说法正确的是 ______ ．

A．炉渣中FeS与硫酸和氧气的反应的离子方程式为：4FeS+3O₂+12H⁺═4Fe³⁺+4S↓+6H₂O
B．气体M的成分是SO₂，通入双氧水得到硫酸，可循环使用
C．向溶液X中加入过量铁粉，充分反应后过滤得到溶液Y，再将溶液Y蒸发结晶即可得到绿矾
D．溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，若其pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏大．

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10．化学工业的很多领域都要用到浓硫酸\(\rm{.}\)工业上接触法制硫酸的简单流程如图\(\rm{1.}\)回答有关问题：

\(\rm{(1)}\)下列生产过程中，可用到硫酸的是 ______ ；
A.橡胶的硫化 \(\rm{B.}\)表面活性剂“烷基苯磺酸纳”的合成
C.铅蓄电池的生产 \(\rm{D.}\)普钙\(\rm{(}\)磷酸二氢钙和硫酸钙\(\rm{)}\)的制备
\(\rm{(2)}\)根据下表信息，结合工业生产实际，判断最适合\(\rm{SO_{2}}\)反应生成\(\rm{SO_{3}}\)的生产条件是 ______ ．

	\(\rm{0.1MPa}\)	\(\rm{0.5MPa}\)	\(\rm{1MPa}\)	\(\rm{1.5MPa}\)
\(\rm{400℃}\)	\(\rm{0.9961}\)	\(\rm{0.9972}\)	\(\rm{0.9984}\)	\(\rm{0.9988}\)
\(\rm{500℃}\)	\(\rm{0.9675}\)	\(\rm{0.9767}\)	\(\rm{0.9852}\)	\(\rm{0.9894}\)
\(\rm{600℃}\)	\(\rm{0.8520}\)	\(\rm{0.8897}\)	\(\rm{0.9276}\)	\(\rm{0.9468}\)

\(\rm{(3)}\)由沸腾炉排出的炉渣中含有\(\rm{Fe_{2}0_{3}}\)、\(\rm{CuO}\)、\(\rm{CuS0_{4}(}\)由\(\rm{CuO}\)与\(\rm{SO_{3}}\)化合而成\(\rm{)}\)，其中硫酸铜的质量分数随温度变化如表：

沸腾炉温度\(\rm{/℃}\)	\(\rm{600}\)	\(\rm{620}\)	\(\rm{640}\)	\(\rm{660}\)
炉渣中\(\rm{CuSO_{4}}\)的质量分数\(\rm{/\%}\)	\(\rm{9.3}\)	\(\rm{9.2}\)	\(\rm{9.0}\)	\(\rm{8.4}\)

己知\(\rm{CuS0_{4}}\)在低于\(\rm{660℃}\)时不会分解，请简要分析上表中\(\rm{CuS0_{4}}\)的质最分数随温度升高而降低的原因 ______ ．
\(\rm{(4)}\)用\(\rm{1t}\)黄铁矿\(\rm{(FeS_{2}}\)的质量分数为\(\rm{36\%)}\)接触法制硫酸，硫酸的产率为\(\rm{65\%}\)，则通过列式计算最后能生产出\(\rm{98\%}\)的浓硫酸的质量为 ______ \(\rm{t.}\)
\(\rm{(5)}\)某研究小组用\(\rm{NaOH}\)溶液吸收尾气中的\(\rm{SO_{2}}\)，将所得的\(\rm{Na_{2}SO_{3}}\)溶液进行电解再生循环脱硫，其原理如图\(\rm{2}\)所示\(\rm{.a}\)、\(\rm{b}\)离子交换膜将电解槽分成为三个区域，电极材料均为石墨\(\rm{.}\)图中\(\rm{a}\)表示 ______ \(\rm{(}\)填“阴”或“阳”\(\rm{)}\)离子交换膜\(\rm{.A〜E}\)分别代表生产中的原料或产品，其中\(\rm{A}\)为硫酸溶液，则\(\rm{D}\)为 ______ \(\rm{.}\)阳极的电极反应式为 ______ ．

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