知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

2．
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$\rm{)}$。

难度：较易

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3．

工业制硫酸的适宜条件不包括$\rm{(}$　　$\rm{)}$

A．矿石粉碎成粉末可加快反应速率

B．原料气进入接触室之前需净化处理

C．$\rm{SO_{2}}$转化为$\rm{SO_{3}}$时用铁触媒作催化剂

D．用$\rm{98.3\%}$的浓硫酸吸收$\rm{SO_{3}}$

难度：易

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4．

接触法制硫酸中，通常不采取的措施是$\rm{(}$　　$\rm{)}$

A．硫铁矿粉碎

B．接触室中通入过量空气

C．接触室控制温度约$\rm{450℃}$

D．使用高压

难度：易

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5．下列有关工业生产的叙述正确的是（　　）

A．合成氨生产过程中将NH₃液化分离，可加快正反应速率，提高N₂、H₂的转化率

B．硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用SO₃转化为H₂SO₄时放出的热量

C．电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的Cl₂进入阳极室

D．传统的硅酸盐工业为人类提供了大量的建筑等材料

难度：较易

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6．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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7．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．硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫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，以便使三氧化硫吸收完全

难度：中等

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8．

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．

难度：较易

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9．工业上制备硫酸常用接触法，工业上制硝酸常用氨的催化氧化法．下列关于工业上制硫酸与硝酸的说法中不正确的是（　　）

A．在沸腾炉中进行的反应为：4FeS₂+11O₂ $%20%5Cfrac%20%7B%20%5Cunderline%7B%C2%A0%5Ctext%7B%E9%AB%98%E6%B8%A9%7D%C2%A0%7D%7D%7B%C2%A0%7D$ 2Fe₂O₃+8SO₂

B．制硫酸在吸收塔中是用水来吸收SO₃

C．氨催化氧化制硝酸过程中的三个主要反应都属于氧化还原反应

D．硫酸工业、硝酸工业都需要对工业尾气进行处理

难度：较易

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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 ______ ．

难度：较易

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