第一單元走進化學工業(yè)課題1化工生產(chǎn)過程中的基本問題課時過關·能力提高1以下相關接觸法制硫酸的闡述錯誤的選項是( )A.為提高反響速率和原料利用率,黃鐵礦要在“沸騰”狀態(tài)下焚燒B.為防備催化劑中毒,氣體在進接觸室前要先凈化C.接觸室中熱互換器的主要作用是預熱未反響的氣體和冷卻反響后的氣體D.汲取塔中SO3從下往上漲,水從上往下噴,節(jié)余氣體從上部出來循環(huán)利用分析：為防備形成酸霧并提高汲取速率,三氧化硫是被濃硫酸汲取的,而不是被水汲取。答案：D2以下對于硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟效益的議論中

,表達錯誤的選項是

(

)A.充分利用三個反響放出的熱能,來降低生產(chǎn)成本B.為了防備尾氣的污染,可將尾氣用石灰水汲取生成CaSO3,再用硫酸辦理獲得含量較高的C.硫酸工廠要遠離人口濃密的居民區(qū)和環(huán)保要求高的地域,遠離硫酸花費中心D.生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢渣可作為煉鐵的原料,也可作為制造水泥的原料分析：硫酸工廠要遠離人口濃密的居民區(qū)和環(huán)保要求高的地域。而遠離硫酸花費中心輸成本增添、環(huán)境污染等問題。答案：C

SO2,必然造成運3對于對

SO2混淆氣體凈化的目的表達正確的選項是

(

)①除塵

(除掉礦塵

)防備催化劑中毒

②清洗

(除掉砷、硒等的化合物

)防備催化劑中毒

③干燥

(除掉水蒸氣)防備催化劑中毒④干燥(除掉水蒸氣)防備對設施和生產(chǎn)造成不良影響A.①②③④B.①②③C.③④D.①②④分析：除掉水蒸氣的目的不是防備催化劑中毒,而是防備其對設施和生產(chǎn)造成不良影響。答案：D4在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中,為了有益于SO2的轉(zhuǎn)變,且能充分利用熱能,采納了中間有熱互換器的催化反響室(見以下圖),以下相關說法中錯誤的選項是( )A.采納熱互換裝置,能充分利用“廢熱”,降低生產(chǎn)成本B.預熱含有二氧化硫的混淆氣體,有益于催化氧化C.A處流出的氣體為SO2和O2D.預熱SO3,有益于被濃硫酸汲取分析：原料SO2、O2從裝置左邊中間進入熱互換器,汲取熱量后由A處流出再進入催化反響室發(fā)生反響,并放出大批的熱,而熱互換器的作用是把一部分熱量互換給剛進入熱互換器的原料氣,而后由下端流入下一個裝置,SO3溫度過高不易被汲取,所以下端出來的氣體溫度較低,這也是熱互換器的作用之一。答案：D5以下廢物辦理方法中正確的選項是( )化學實驗中產(chǎn)生的二氧化硫廢氣可用濃硫酸汲取B.化學實驗中產(chǎn)生的二氧化氮廢氣可用水汲取C.用黃鐵礦作原料生產(chǎn)硫酸的過程中,產(chǎn)生的廢渣可用于提取燃料D.用黃鐵礦作原料生產(chǎn)硫酸的過程中,產(chǎn)生的廢氣可用于提取漂白劑分析：二氧化硫在濃硫酸中的溶解度特別小,A錯誤;二氧化氮一般用NaOH溶液汲取,發(fā)生的反響為2NO2+2NaOH

NaNO2+NaNO3+H2O,B

錯誤;黃鐵礦經(jīng)過高溫煅燒

,廢渣的主要成分是氧化鐵、二氧化硅、氧化鋁等不擁有可燃性的物質(zhì),從中提取燃料是不現(xiàn)實的中含有較高濃度的二氧化硫氣體,二氧化硫可用作漂白劑,D正確。答案：D

,C錯誤;硫酸生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢氣6硫酸工業(yè)中采納以下幾種舉措

:①改良煅燒黃鐵礦的技術(shù)

;②氧化二氧化硫時使用催化劑

;③在氧化二氧化硫的設施中安裝熱互換器;④將二氧化硫進行多次循環(huán)氧化;⑤回收利用尾氣中的二氧化硫。此中能減少酸雨產(chǎn)生的舉措是( )A.①②④⑤B.②③④⑤C.①②③D.④⑤分析：改良煅燒黃鐵礦的技術(shù)、氧化二氧化硫時使用催化劑和在氧化二氧化硫的設施中安裝熱互換器,都與二氧化硫排放的問題沒關。答案：D7相關硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟效益的說法中,正確的選項是()A.甲地有豐富的黃鐵礦資源,水源、能源充分,交通便利,是景色艷麗的旅行勝地,固然當?shù)厥褂昧蛩岬墓I(yè)不多,但為提高當?shù)亟?jīng)濟效益宜建硫酸廠B.為減少SO2對空氣的污染,能夠建筑高煙囪,使含SO2的尾氣在高空擴散稀釋,保證地面達到安全濃度C.硫酸生產(chǎn)過程排放的污染物主假如含SO2的尾氣、固體殘渣、廢酸和廢水等D.選擇硫酸廠廠址時,當經(jīng)濟利益與環(huán)保問題有矛盾時,為提高人們的物質(zhì)生活水平,應先考慮經(jīng)濟利益的問題分析：硫酸廠是污染性的公司,不該建在景色區(qū);當?shù)厥褂昧蛩岬墓I(yè)不多,也不宜建硫酸廠,因為硫酸的遠程運輸成本高,危險性大,A錯誤。將SO2排放到高空,SO2的總量不會減少,且會形成酸雨危害環(huán)境,B錯誤。選擇硫酸廠廠址在考慮經(jīng)濟利益的同時,一定考慮環(huán)保問題,也就是要提高綜合經(jīng)濟利益,D錯誤。答案：C8硫酸工業(yè)生產(chǎn)中,經(jīng)過以下反響使SO2轉(zhuǎn)變?yōu)镾O3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-196.6kJ·mol-1。已知常壓下SO3的體積分數(shù)為91%,試回答以下問題:(1)在生產(chǎn)中常用過度的空氣是為了。(2)加熱到450℃是因為。(3)壓強應采納(填“加壓”“常壓”或“減壓”),原由是。(4)尾氣中的SO2常用氨水等堿溶液汲取,因為。分析：工業(yè)生產(chǎn)中常增添某一低價反響物的濃度,以提高另一反響物的轉(zhuǎn)變率。硫酸工業(yè)生產(chǎn)中通入過度空氣是為了使均衡向正反響方向挪動,提高SO2的轉(zhuǎn)變率,使成本較高的SO2獲得較充分的利用。溫度的選擇不單要從反響的程度考慮,還要考慮反響的速率和催化劑的活性。450℃時催化劑的活性較高,選擇此溫度可提高反響速率,縮短反響達到均衡所需的時間。壓強的選擇主要考慮均衡的挪動、設施及動力系統(tǒng)等方面的要素。固然增大壓強可提高該反應中

SO2的轉(zhuǎn)變率

,但在常壓下

SO3的體積分數(shù)已達

91%,而增大壓強對設施、動力系統(tǒng)要求高。成本增大

,不合算,故工業(yè)生產(chǎn)中采納常壓。答案：

(1)使均衡向正反響方向挪動

,提高

SO2的轉(zhuǎn)變率

,使成本較高的

SO2獲得較充分的利用(2)450

℃時,催化劑的活性較高

,選擇此溫度可提高反響速率

,縮短反響達到均衡所需的時間

,提高單位時間的產(chǎn)量(3)常壓

常壓下

SO3的體積分數(shù)已達

91%,而增大壓強對設施、動力系統(tǒng)要求高

,成本增大

,綜合經(jīng)濟效益降低(4)NH3+H2O+SO2

NH4HSO3,即氨水汲取

SO2生成

NH4HSO3,防止污染環(huán)境9以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖以下

:(1)沸騰爐中發(fā)生反響的化學方程式為。(2)接觸室中發(fā)生反響的化學方程式是。(3)依照工藝流程圖判斷以下說法正確的選項是(選填序號字母)。A.為使黃鐵礦充分焚燒,需將其粉碎B.過度空氣能提高SO2的轉(zhuǎn)變率C.使用催化劑能提高SO2的反響速率和轉(zhuǎn)變率D.沸騰爐排出的礦渣可供煉鐵汲取塔排出的尾氣先用氨水汲取,再用濃硫酸辦理,獲得較高濃度的SO2和銨鹽。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)制溴過程中汲取濕潤空氣中的Br2。SO2吸收Br2的離子方程式是。分析：(1)依據(jù)原子守恒即可寫出化學方程式。(2)SO2和O2在接觸室發(fā)生反響生成SO3:2SO2+O22SO3。(3)選項A,將黃鐵礦粉碎能增添反響接觸面積而加速反響速率。選項B,增添空氣(O2)濃度能提高SO2的轉(zhuǎn)變率。選項C,催化劑對轉(zhuǎn)變率無影響。選項D,礦渣中含有Fe2O3,可用于冶煉鐵。答案：(1)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2(2)2SO2+O2

2SO3(3)ABD(4)SO2+Br2+2H2O

4H++2Br-+

-10現(xiàn)代硫酸工業(yè)多采納接觸法,其工藝流程以下:“接觸法”制硫酸需要解決以下幾個問題。(1)盡可能多地提高原料的利用率。實質(zhì)工業(yè)生產(chǎn)中是經(jīng)過以下三點做到的:①在造氣中使原料充分焚燒。為了使黃鐵礦的焚燒更為充分,焚燒在(填設施名稱)中進行。②二氧化硫的轉(zhuǎn)變要完整。工業(yè)生產(chǎn)中,除經(jīng)過控制必定的條件使二氧化硫的轉(zhuǎn)變率盡可能增大外,采納的溫度和壓強為。③三氧化硫的汲取要充分。工業(yè)上用來汲取,這樣做的原由是。此外,SO3的汲取還采納了“逆流原理”。(2)盡可能加速制硫酸的反響速率(主假如二氧化硫的催化氧化)。除了適合控制溫度、壓強以外,原料氣在進入催化反響室(接觸室)以前一定經(jīng)過除塵、清洗、干燥等操作,是為了防止。充分利用余熱,降低生產(chǎn)成本。主假如指對SO2的催化氧化反響的余熱利用,工業(yè)生產(chǎn)中采納的做法是,進而解決了SO3的冷卻和SO2與O2的預熱問題,充分利用了能量。盡量減少或無工業(yè)三廢(廢水、廢氣、廢渣)的排放。從汲取塔導出的尾氣,一定經(jīng)過回收、凈化辦理。利用黃鐵礦為原料制硫酸的過程中,排出的礦渣和礦灰能夠

等,實現(xiàn)了原料的綜合利用。分析：

(1)把黃鐵礦粉碎成渺小的顆粒在沸騰爐中焚燒時

,從爐底通入強盛的空氣流

,把礦粒吹得在爐內(nèi)強烈翻滾,像沸騰著的液體同樣,這樣礦粒與空氣充分接觸,使焚燒更完整、更充分。SO2的催化氧化在常壓時的轉(zhuǎn)變率較大,所以不采納高壓。SO3與H2O反響生成H2SO4,但利用H2O來汲取時會產(chǎn)生大批酸霧,影響汲取成效,所以工業(yè)上利用98%的硫酸來汲取。(2)一些雜質(zhì)和礦塵都會使催化劑減弱或失掉催化作用,在工業(yè)中叫做催化劑中毒。答案：(1)①沸騰爐②400~500℃的高平和常壓③98%的硫酸防備形成酸霧,影響汲取成效(2)催化劑中毒(3)在接觸室中安裝熱互換器(4)作煉鐵的原料(或用來制水泥、磚瓦等其余合理答案均可)★11工業(yè)制硫酸生產(chǎn)流程如圖:(1)在催化反響室,以下舉措中有益于提高SO2均衡轉(zhuǎn)變率的有。高升溫度B.減小壓強C.不停增補空氣D.實時分別出SO3(2)在生產(chǎn)中,為提高催化劑效率采納的舉措是。凈化氣體B.控制溫度在400~500℃C.增大催化劑與反響氣體的接觸面積D.不停增補空氣(3)已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-196kJmol·-1。在450℃、常壓和釩催化條件下向一密閉容器中充入2molSO2和1molO2,充分反響后,放出的熱量(填“<”“>”或“=”)196kJ,原由是。經(jīng)檢測生產(chǎn)硫酸的原料氣成分(體積分數(shù))為SO27%、O211%、N282%。在500℃,0.1MPa條件下達到均衡時,各樣氣體的體積比為V(SO2)∶V(SO3)∶V(O2)∶V(N2)=0.46∶6.5∶7.7∶82,則SO2的利用率為。(5)生產(chǎn)硫酸過程中的尾氣往常用氨水汲取,請寫出該反響的化學方程式:。分析：(1)SO2轉(zhuǎn)變?yōu)镾O3是氣體體積減小的放熱反響,選擇低溫高壓可提高轉(zhuǎn)變率,同時可鼓入空氣或分別出SO3,使均衡向右挪動,C、D正確。(2)凈化氣體,防備催化劑中毒,A項正確;在400~500℃時催化劑活性最高,B項正確;增大與反響氣體接觸面積可提高催化成效,C項正確;增補空氣對催化成效無影響,D項錯誤。(3)2molSO2和1molO2完整反響時,放出熱量196kJ,但可逆反響不可以進行完全,加入的2molSO2和1molO2不可以所有反響,所以生成的三氧化硫小于2m