知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．硫酸的工业制法的反应原理如下：
①2FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂
②2SO₂+O₂⇌2SO₃
③SO₃+H₂O=H₂SO₄
回答下列问题：
（1）上述反应中，属于可逆反应的是 ______ ；（填序号）
（2）某化工厂用含杂质28%的黄铁矿生产硫酸，假设生产过程中硫的损失不计，则1t黄铁矿可制得98%的浓硫酸 ______ t．
（3）SO₂中硫元素处于中间价态，请写出符合下列要求的化学方程式．
①SO₂作氧化剂 ______ ；
②SO₂作还原剂 ______ ；
③SO₂既不作氧化剂，又不作还原剂 ______ ．

难度：较易

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2．图1是硫元素在自然界的循环情况．

（1）有关叙述中不正确的是 ______ （填序号）
a．自然界不存在游离态的硫
b．部分硫元素由地壳到大气的过程发生了氧化反应
c．图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
d．葡萄酒中含有二氧化硫可防止葡萄酒被氧化
（2）硫铁矿（FeS₂）燃烧产生的SO₂通过下列碘循环工艺过程既能制H₂SO₄，又能制H₂而获得清洁能源．
①该循环工艺过程的总反应方程式为 ______ ．
②FeS₂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 ______
③用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H₂的目的是 ______ ．
④已知下列三个反应：
a　Cl（g）+H（g）═HCl（g）△H₁b　Br（g）+H（g）═HBr（g）△H₂c I（g）+H（g）═HI（g）△H₃
则△H₁、△H₂、△H₃由大到小的顺序为 ______ ，用原子结构解释原因 ______ ．
（3）工业制硫酸时，利用催化氧化反应将SO₂转化为SO₃是一个关键步骤．
表是不同压强、温度时SO₂的转化率情况．

压强
温度℃ 0.2Mpa 1.0Mp 10Mpa
400 97.2% 99.5% 99.7%
500 91.5% 96.9% 97.8%
600 72.6% 85.8% 89.5%
工业中SO₂转化为SO₃通常采用400℃～500℃、压强1.0MPa，而不选择更高的10MPa．其原因是 ______ ．
（4）下列事实能说明H₂SO₃的酸性强于H₂CO₃的是 ______
a．饱和H₂SO₃溶液的pH小于饱和H₂CO₃溶液的pH．
b．同温下，等浓度的NaHSO₃和NaHCO₃溶液，后者的pH值大．
c．H₂SO₃能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而H₂CO₃不能．
d．将过量SO₂气体通入NaHCO₃溶液中，逸出的气体能使澄清石灰水变浑浊．

难度：难

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3．如图是现今常规生产发烟硫酸和硫酸的流程图：
（1）在④处二氧化硫被氧化成三氧化硫，④的设备名称是 ______ ．该处发生反应的方程式为 ______ ．为提高三氧化硫的产率，该处应采用 ______ （填“等温过程”或“绝热过程”）．
为宜．
（2）在⑦处进行二次催化处理的原因是 ______ ．
（3）⑤处气体混合物主要是氮气和三氧化硫．此时气体经过⑥后不立即进入⑦是因为： ______ ．
（4）20%的发烟硫酸（SO₃的质量分数为20%）1吨需加水 ______ 吨（保留2位有效数字）才能配制成98%的成品硫酸．
（5）在②处发生1500℃的“不完全燃烧”，即先混入少量干燥空气，然后在③处于700℃下再继续燃烧．试简述这种燃烧方式对环境保护是有利的原因 ______ ．

难度：中等

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4．火山喷发所产生的硫磺可用于生产重要的化工原料硫酸．某企业用如图所示的工艺流程生产硫酸：

请回答下列问题：
（1）为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装 ______ （填设备名称）；吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是 ______ ；吸收塔不用水而用98.3%浓硫酸吸收SO₃的原因是 ______ ．
（2）硫酸的用途非常广泛，可应用于下列哪些方面 ______ ．
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．制备大量硫磺
（3）硫酸的各个生产环节中都有一些废渣、废液、废气产生，需要进行治理．由吸收塔排出的尾气中SO₂的含量若超过500 μL•L^-1，就要加以处理处理才能排出．处理方法之一是用氨水洗涤烟气脱硫，所得产物可作为肥料．请写出此脱硫过程中可能发生的化学方程式： ______ ．
（4）用含硫量为a%硫矿制硫酸，若燃烧时损失b%的硫元素，由SO₂制SO₃的转化率为c%．则制取1吨98%的硫酸需这种硫矿 ______ 吨（用代数式表达）

难度：较易

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5．工业制硫酸的流程如下所示：

（1）早期以硫铁矿为原料造气，方程式为4FeS₂+11O₂ $%20%5Cfrac%20%7B%20%5Coverset%7B%C2%A0%5Ctext%7B%E9%AB%98%E6%B8%A9%7D%C2%A0%7D%7B%7D%7D%7B%C2%A0%7D$ 2Fe₂O₃+8SO₂，若消耗了12g FeS₂上述反应有 ______ mol电子发生了转移．
（2）如今多改用固体硫为原料，同时生产过程中送入过量的空气，该改进从减少污染物的排放和 ______ 两个方面体现“绿色化学”．
（3）如果C装置中生成0.1mol SO₃，可放出9.83kJ的热量．则该反应的热化学方程式为 ______ ．
（4）硫酸厂尾气处理的流程如下：

G和M的主要成分一样，如此处理的目的是 ______ ．G与石灰水反应的离子方程式为 ______ ．
（5）其他废弃物F中可能含有砷（三价砷离子）元素，处理工艺过程是在含砷废水中加入一定数量的硫酸亚铁，然后加碱调pH至8.5～9.0，反应温度90℃，鼓风氧化，废水中的砷、铁以砷酸铁沉淀析出，写出该过程的离子方程式 ______ ．

难度：较易

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6．火山喷发产生的硫磺可用于上产生重要的化工原料硫酸，某企业用如图2所示的工艺流程生产硫酸：

请回答下列问题
（1）硫酸的用途非常广泛，可应用于下列哪些 ______ （可多选）
A．过磷酸钙的制备
B．表面活性剂“烷基苯硫酸钠”的合成
C．铅蓄电池的生产
（2）为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装 ______ （填设备名称）吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是 ______
（3）工业对硫酸厂尾气的处理方法一般是 ______
（4）如果进入接触室的混合气（含SO₂体积分数为7%、O₂为11%，N₂为82%）中SO₂平衡转化率与温度及压强的关系如图1所示，在实际生产中，SO₂催化氧反应的条件选择常压和450℃，而没有选择SO₂转化率更高的B会C点对应的反应条件，其原因分别是 ______
（5）为使硫磺充分燃烧，经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%，为提高SO₂转化率，经流量计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 ______ 假设接触室中SO₂的转化率为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）

难度：较易

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7．如图是某企业设计的硫酸-磷肥-水泥联产、海水-淡水多用、盐-热-电联产的三大生态产业链流程图．

根据上述产业流程回答下列问题：
（1）该流程①、②、③、④、⑤为能量或物质的输送，请分别写出输送的主要物质的化学式或能量形式：① ______ 、② ______ 、③ ______ 、④ ______ 、⑤ ______ ．
（2）沸腾炉发生反应的化学方程式： ______ ．磷肥厂的主要产品是普钙（磷酸二氢钙和硫酸钙），写出由磷矿石和硫酸反应制普钙得化学方程式 ______ ．
（3）用1吨硫铁矿（FeS₂的质量分数为36%）接触法制硫酸，制硫酸的产率为65%，则最后能生产出质量分数为98%的硫酸 ______ 吨．
（4）热电厂的冷却水是 ______ ，该流程中浓缩盐水除提取盐以外还可提取的物质有 ______ （写出一种即可）．
（5）根据现代化工厂设计理念请提出高炉炼铁厂废气、废渣及多余热能的利用设想． ______ ， ______ （写出两点即可）．

难度：中等

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8．以黄铁矿（主要成分是FeS₂）为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

（1）若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，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）沸腾炉中发生反应的化学方程式为 ______ ，接触室中发生反应的化学方程式是 ______ ．
（3）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正确的是 ______ ．
A．硫铁矿燃烧前要粉碎，因为大块的黄铁矿不能在空气中反应
B．从沸腾炉出来的气体要净化，因为炉气中的SO₂会与杂质反应
C．SO₂氧化成SO₃要用催化剂，这样可提高SO₂的转化率
D．SO₃用98.3%的浓硫酸来吸收，目的是为了防止形成酸雾，以提髙SO₃吸收效率
（4）表是压强对SO₂平衡转化率的影响
压强Mpa
转化率%
温度/℃ 0.1 0.5 1 10
400 99.2 99.6 99.7 99.9
对于SO₂转化SO₃的反应，增大压强可使转化率 ______ ，但在实际工业生产中常采用常压条件，理由是 ______ ．
（5）某工厂用500t含硫量为48%的黄铁矿制备硫酸，若在沸腾炉中有2%的FeS₂损失，在接触室中SO₃的产率为96%，则可得到98%的浓硫酸的质量是 ______ t．

难度：较易

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9．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+11O₂ $%20%5Cunderline%7B%20%5Cunderline%7B%5Ctext%7B%E9%AB%98%E6%B8%A9%7D%7D%7D$ 2Fe₂O₃+8SO₂，在该反应中 ______ 做氧化剂，若消耗了12gFeS₂有 ______ 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 ______ ．

难度：较易

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10．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．

难度：较易

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压强温度℃	0.2Mpa	1.0Mp	10Mpa
400	97.2%	99.5%	99.7%
500	91.5%	96.9%	97.8%
600	72.6%	85.8%	89.5%

压强Mpa 转化率% 温度/℃	0.1	0.5	1	10
400	99.2	99.6	99.7	99.9