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            • 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\(\rm{)}\)。
            • 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 ______ 。
            • 3.
              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.
            • 4.

              磷石膏\(\rm{(}\)主要成分是\(\rm{CaSO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)\(\rm{·2H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O)}\)是磷酸及磷肥类工业在生产过程中产生的一种废渣,我国每年排放的磷石膏大约\(\rm{2000}\)万吨以上,开发利用磷石膏,保护资源和环境,符合持续发展的观念。下图所示为对磷石膏进行综合利用的路径之一。

              \(\rm{(1)}\)过程Ⅰ中\(\rm{CaSO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\) \(\rm{·2H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\) \(\rm{O}\)脱水反应相关的热化学方程式为:
              \(\rm{CaSO_{4}·2H_{2}O(s)=CaSO_{4}· \dfrac{1}{2} H_{2}O(s)+ \dfrac{3}{2} H_{2}O(g)}\)   \(\rm{ΔH_{1}=+83.2 kJ·mol^{-1}}\)
              \(\rm{CaSO_{4}·2H_{2}O(s)=CaSO_{4}(s)+2H_{2}O(l)}\)    \(\rm{ΔH_{2}=+26 kJ·mol^{-1}}\)
              \(\rm{H_{2}O(g)=H_{2}O(l)}\)    \(\rm{ΔH_{3}=-44 kJ·mol^{-1}}\)

              则反应\(\rm{CaSO_{4}· \dfrac{1}{2} H_{2}O(s)=CaSO_{4}(s)+ \dfrac{1}{2} H_{2}O(g)}\)的\(\rm{ΔH_{4}=}\)_____\(\rm{kJ·mol^{-1}}\)。

              \(\rm{(2)}\)过程Ⅱ用合适的还原剂可以将\(\rm{CaSO_{4}}\)还原,所得\(\rm{SO_{2}}\)可用于工业生产硫酸。

              \(\rm{① CO}\)作还原剂,改变反应温度可得到不同的产物。不同温度下所得固体成分的物质的量如图\(\rm{1}\)所示。在低于\(\rm{800 ℃}\)时还原产物为_____;\(\rm{1200 ℃}\)时主要发生的反应的化学方程式为_____。

              \(\rm{②}\) 高硫煤作还原剂,焙烧\(\rm{2.5}\)小时,测不同温度下硫酸钙的转化率,如右图\(\rm{2}\)所示。\(\rm{CaCl_{2}}\)的作用是_____;当温度高于\(\rm{1200 ℃}\)时,无论有无\(\rm{CaCl_{2}}\),\(\rm{CaSO_{4}}\)的转化率趋于相同,其原因是_____。

              \(\rm{③}\)以\(\rm{SO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)为原料,工业生产硫酸的化学方程式是_____。

              \(\rm{(3)}\)过程\(\rm{III}\)将\(\rm{CaSO_{4}}\)投入\(\rm{(NH_{4})_{2}CO_{3}}\)溶液中,发生反应的离子方程式是_____。

            • 5.
              开发氢能是实现社会可持续发展的需要\(\rm{.}\)硫铁矿\(\rm{(FeS_{2})}\)燃烧产生的\(\rm{SO_{2}}\)通过下列碘循环工艺过程既能制\(\rm{H_{2}SO_{4}}\),又能制\(\rm{H_{2}}\).

              请回答下列问题:
              \(\rm{(1)}\)已知\(\rm{1g}\) \(\rm{FeS_{2}}\)完全燃烧放出\(\rm{7.1kJ}\)热量,\(\rm{FeS_{2}}\)燃烧反应的热化学方程式为 ______ .
              \(\rm{(2)}\)该循环工艺过程的总反应方程式为 ______ .
              \(\rm{(3)}\)用化学平衡移动的原理分析,在\(\rm{HI}\)分解反应中使用膜反应器分离出\(\rm{H_{2}}\)的目的是 ______ .
              \(\rm{(4)}\)用吸收\(\rm{H_{2}}\)后的稀土储氢合金作为电池负极材料\(\rm{(}\)用\(\rm{MH)}\)表示\(\rm{)}\),\(\rm{NiO(OH)}\)作为电池正极材料,\(\rm{KOH}\)溶液作为电解质溶液,可制得高容量,长寿命的镍氢电池\(\rm{.}\)电池充放电时的总反应为:\(\rm{NiO(OH)+MH \underset{{充电}}{\overset{{放电}}{{\rightleftharpoons}}}Ni(OH)_{2}+M}\)
              \(\rm{①}\)电池放电时,负极的电极反应式为 ______ .
              \(\rm{②}\)充电完成时,\(\rm{Ni(OH)_{2}}\)全部转化为\(\rm{NiO(OH).}\)若继续充电将在一个电极产生\(\rm{O_{2}}\),\(\rm{O_{2}}\)扩散到另一个电极发生电极反应被消耗,从而避免产生的气体引起电池爆炸,此时,阴极的电极反应式为 ______ .
            • 6.
              图\(\rm{1}\)是硫元素在自然界的循环情况.

              \(\rm{(1)}\)有关叙述中不正确的是 ______ \(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)
              \(\rm{a.}\)自然界不存在游离态的硫
              \(\rm{b.}\)部分硫元素由地壳到大气的过程发生了氧化反应
              \(\rm{c.}\)图\(\rm{1}\)显示大气中的二氧化硫最终回到海洋并很快和其它矿物形成煤和石油
              \(\rm{d.}\)葡萄酒中含有二氧化硫可防止葡萄酒被氧化
              \(\rm{(2)}\)硫铁矿\(\rm{(FeS_{2})}\)燃烧产生的\(\rm{SO_{2}}\)通过下列碘循环工艺过程既能制\(\rm{H_{2}SO_{4}}\),又能制\(\rm{H_{2}}\)而获得清洁能源.
              \(\rm{①}\)该循环工艺过程的总反应方程式为 ______ .
              \(\rm{②FeS_{2}}\)可和盐酸发生复分解反应生成一种不稳定的液态化合物,该化合物的电子式 ______
              \(\rm{③}\)用化学平衡移动的原理分析,在\(\rm{HI}\)分解反应中使用膜反应器分离出\(\rm{H_{2}}\)的目的是 ______ .
              \(\rm{④}\)已知下列三个反应:
              \(\rm{a}\) \(\rm{Cl(g)+H(g)═HCl(g)\triangle H_{1}b}\) \(\rm{Br(g)+H(g)═HBr(g)\triangle H_{2}c}\)   \(\rm{I(g)+H(g)═HI(g)\triangle H_{3}}\)
              则\(\rm{\triangle H_{1}}\)、\(\rm{\triangle H_{2}}\)、\(\rm{\triangle H_{3}}\)由大到小的顺序为 ______ ,用原子结构解释原因 ______ .
              \(\rm{(3)}\)工业制硫酸时,利用催化氧化反应将\(\rm{SO_{2}}\)转化为\(\rm{SO_{3}}\)是一个关键步骤.
              表是不同压强、温度时\(\rm{SO_{2}}\)的转化率情况.

              压强
              温度\(\rm{℃}\)
              \(\rm{0.2Mpa}\) \(\rm{1.0Mp}\) \(\rm{10Mpa}\)
              \(\rm{400}\) \(\rm{97.2\%}\) \(\rm{99.5\%}\) \(\rm{99.7\%}\)
              \(\rm{500}\) \(\rm{91.5\%}\) \(\rm{96.9\%}\) \(\rm{97.8\%}\)
              \(\rm{600}\) \(\rm{72.6\%}\) \(\rm{85.8\%}\) \(\rm{89.5\%}\)
              工业中\(\rm{SO_{2}}\)转化为\(\rm{SO_{3}}\)通常采用\(\rm{400℃~500℃}\)、压强\(\rm{1.0MPa}\),而不选择更高的\(\rm{10MPa.}\)其原因是 ______ .
              \(\rm{(4)}\)下列事实能说明\(\rm{H_{2}SO_{3}}\)的酸性强于\(\rm{H_{2}CO_{3}}\)的是 ______
              \(\rm{a.}\)饱和\(\rm{H_{2}SO_{3}}\)溶液的\(\rm{pH}\)小于饱和\(\rm{H_{2}CO_{3}}\)溶液的\(\rm{pH}\).
              \(\rm{b.}\)同温下,等浓度的\(\rm{NaHSO_{3}}\)和\(\rm{NaHCO_{3}}\)溶液,后者的\(\rm{pH}\)值大.
              \(\rm{c.H_{2}SO_{3}}\)能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而\(\rm{H_{2}CO_{3}}\)不能.
              \(\rm{d.}\)将过量\(\rm{SO_{2}}\)气体通入\(\rm{NaHCO_{3}}\)溶液中,逸出的气体能使澄清石灰水变浑浊.
            • 7. 某化学兴趣小组的同学为模拟工业制造硫酸的生产过程,设计了如图所示的装置,请根据要求回答问题:

              (1)装置A用来制取氧气,写出相应的化学方程式 ______
              (2)燃烧炉内放一定量黄铁矿粉末,在高温条件下和A装置制出的氧气充分反应,其化学方程式为
              4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,在该反应中 ______ 做氧化剂,若消耗了12gFeS2______ mol电子发生了转移;
              (3)C装置为净化装置,若无该装置,将混合气体直接通入D装置,除对设备有腐蚀外,还会造成的后果是 ______
              (4)如果D装置的温度是400℃~500℃,在常压下生成0.1molSO3,可放出9.83kJ的热量,请写出该反应的热化学方程式 ______ ,并回答在工业中不采取加压措施的原因 ______
              (5)为检验从接触室出来的气体成分,甲同学设计如下实验:

              ①A中盛放的试剂是 ______
              ②B中盛放98.3%浓硫酸的作用是 ______ ,乙同学提出可用饱和NaHSO3溶液代替98.3%的浓硫酸,请你判断乙同学的方案 ______ (填“可行”或“不可行”),说明理由 ______
              ③C中盛放的试剂是 ______ ,其作用是 ______
            • 8. 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(SO43-0.5n]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.
            • 9. 硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题.
              (1)若从下列四个城市中选择一处建一座硫酸厂,你认为厂址宜选在 ______ 的郊区(填标号).
              A.有丰富黄铁矿资源的城市               
              B.风光秀丽的旅游城市
              C.消耗硫酸甚多的工业城市               
              D.人口稠密的文化、商业中心城市
              (2)CuFeS2是黄铁矿的另一成分,煅烧时CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2,该反应的化学方程式为 ______
              (3)为了有利于SO2转化SO3,多采用如图所示的装有多层催化剂的 ______ (填设备名称)作为反应设备,让气体经历如图所示流程而不是直接进入该设备进行反应的原因是 ______
              (4)在硫酸工业制法中,下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都是正确的是 ______
              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.从沸腾炉出来的炉气需净化,因为炉气中的二氧化硫会与杂质反应
              C.二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂,这样可以提高二氧化硫的转化率
              D.三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收,目的是防止形成酸雾,以提高三氧化硫的吸收效率
              (5)实验测得SO2反应生成SO3的转化率与温度、压强有关,请根据如表信息,结合工业生产实际,选择最合适的生产条件是 ______
              1个大气压 5个大气压 10个大气压 15个大气压
              400℃ 0.9961 0.9972 0.9984 0.9988
              500℃ 0.9675 0.9767 0.9852 0.9894
              600℃ 0.8520 0.8897 0.9276 0.9468
              (6)由吸收塔排出的尾气中SO2的含量超过500umol/L,就要用氨水洗涤烟气脱硫,该反应的化学方程式为 ______
              (7)若用浓硫酸吸收SO3可以得到H2SO4•SO3.用1000g 98% 的H2SO4充分吸收SO3后,再进行稀释,可以得到98% 的硫酸的质量是 ______
              A.1.98kg         B.2.00kg        C.2.22kg         D.2.42kg.
            • 10. 青岛精细化工厂生产发烟硫酸和硫酸的流程如图所示.已知:②⑤装置为接触室.

              (1)设备①的名称为 ______ ;在此处投入黄铁矿原料,发生反应的化学方程式为 ______
              (2)气体在进入②之前一定要进行净化处理,原因为 ______ .为提高三氧化硫的产率,该处应采取 ______ (填“等温”“绝热”或“加催化剂”)等措施.
              (3)生产中,能够提高硫元素转化率的条件或措施有 ______ (填字母).
              a.矿石加入沸腾炉之前先粉碎  b.使用V2O5作催化剂
              c.接触室中不使用很高的温度  d.净化后炉气中要有过量的空气
              e.接触氧化在常压下进行    f.吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3
              (4)③处的气体混合物主要是氮气和三氧化硫.混合物气体通过吸收塔④后不立即通入⑤中的原因是 ______
              (5)产品最后从a口流出,浓度可达120%~130%,此流程的优点是 ______
              (6)工业上用200t黄铁矿(含FeS2为75%),煅烧损失10%,SO2转化为SO3时的转化率为96%,SO3的吸收率为95%,可生产98%硫酸的质量为 ______
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