高中化學 主題3 礦山資源 硫酸與無機材料制造 課題1“設計”一座硫酸廠學業(yè)分層測評 魯科版選修2
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“設計”一座硫酸廠 (建議用時:45分鐘)學業(yè)達標1下列說法正確的是()A生產(chǎn)硫酸的工業(yè)尾氣可以直接排入大氣B進入催化反應室的氣體,必須先經(jīng)凈化、干燥C在吸收塔內(nèi)用水來吸收SO3D在高溫、高壓下由SO2和O2合成SO3【解析】從沸騰爐出來的爐氣若不凈化、干燥,易造成催化劑中毒,即使催化劑活性降低或失效?!敬鸢浮緽2在硫酸工業(yè)制法中,下列生產(chǎn)操作與說明生產(chǎn)操作的主要原因二者都正確的是()A硫鐵礦燃燒前需要粉碎,因為大塊的硫鐵礦不能在空氣中燃燒B從沸騰爐出來的爐氣需凈化,因為爐氣中二氧化硫會與雜質(zhì)反應C二氧化硫氧化為三氧化硫時需使用催化劑,這樣可以提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率D三氧化硫用98.3%的濃硫酸吸收,目的是防止形成酸霧,以便使三氧化硫吸收完全【解析】A項,“粉碎”目的是為了增大反應接觸面積;B項,“凈化”是為了防止催化劑中毒;C項,使用催化劑可提高反應速率,不能使轉(zhuǎn)化率發(fā)生改變?!敬鸢浮緿3硫酸生產(chǎn)中,根據(jù)化學平衡原理來確定的條件或措施有()A礦石加入沸騰爐之前先粉碎B使用V2O5做催化劑C轉(zhuǎn)化器中使用適宜的溫度D凈化后的爐氣中要有過量的空氣【解析】根據(jù)化學平衡原理來確定的條件是D項。(增大反應物濃度,使平衡正向移動)。根據(jù)化學平衡原理,降溫有利于平衡正向移動,保持適宜溫度是為了使催化劑活性最好。【答案】D4飄塵是物質(zhì)燃燒時產(chǎn)生的粒狀漂浮物,顆粒很小,不易沉降,它與空氣中的SO2、O2接觸時,SO2會部分轉(zhuǎn)化為SO3,使空氣的酸度增加,飄塵所起的作用可能是() 【導學號:28920034】氧化劑還原劑催化劑吸附劑ABCD【解析】飄塵會吸附SO2和O2,并對SO2和O2的反應起催化作用?!敬鸢浮緿5有A、B、C、D四個中等城市,它們水源、能源充足,交通便利,它們的相對地理位置如圖所示。各城市各有其特點:A城市是風光秀麗,人口稠密,土地供應緊張的旅游城市,環(huán)保要求高,近郊有豐富的FeS2資源。B城市是一個新興的工業(yè)城,已建有大型磷肥廠,土地供應充足。C城近郊有豐富的磷灰石資源,工業(yè)發(fā)達,但使用H2SO4的工業(yè)不多,土地供應充足。D城是一個古老的城市,它的周圍是重要的農(nóng)業(yè)區(qū),是大量肥料的集散地。現(xiàn)擬建一座硫酸工廠,廠址應選在()AA城近郊BB城近郊CC城近郊DD城近郊【解析】A城、D城,一個是旅游城市,土地緊張,一個是古老的城市、重要的農(nóng)業(yè)區(qū),都不可選;C城使用硫酸的工業(yè)不多而B城的大型磷肥廠需要大量的硫酸,且土地供應充足,另外從距離上分析,B城從A城運FeS2的運輸距離為200 km,而C城從A城運FeS2的運輸距離為300 km。綜合考慮應選在B城近郊?!敬鸢浮緽6有關(guān)硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟效益的說法中,正確的是()A甲地有豐富的硫鐵礦資源,水源、能源充足,交通便利,是風景秀麗的旅游勝地,雖然當?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,可以建筑高煙囪,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)過程中排放的污染物主要是含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)保問題有沖突時,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【解析】硫酸廠是污染性的企業(yè),不應建在環(huán)保要求高的地區(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,故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,故B錯誤。選擇硫酸廠廠址在考慮經(jīng)濟利益的同時,必須考慮環(huán)保問題,也就是要提高綜合經(jīng)濟利益,故D錯誤?!敬鸢浮緾7將三氧化硫溶解在硫酸中所得到的混合物稱為“發(fā)煙硫酸”,通常以三氧化硫的質(zhì)量分數(shù)表示其組成。將0.118 5 g發(fā)煙硫酸試樣溶于水,用0.125 molL1的NaOH標準溶液滴定。用去此標準溶液20 mL,恰好中和,則試樣中SO3的質(zhì)量分數(shù)為()A15%B17%C34%D60%【解析】n(H2SO4SO3)n(NaOH)0.125 molL10.02 L0.001 25 mol。設其中含SO3 x mol,則有:80 gmol1x mol98 gmol1(0.001 25x)mol01185 g,解得x mol,m(SO3) mol80 gmol10.017 8 g,質(zhì)量分數(shù):100%15%?!敬鸢浮緼8工業(yè)上以硫鐵礦為原料制硫酸所產(chǎn)生的尾氣除了含有N2、O2外,還含有SO2等對環(huán)境有較大影響的有害氣體。能用于測定硫酸尾氣中SO2含量的是()ANaOH溶液、酚酞試液B石灰水、石蕊試液C碘水、淀粉溶液D氨水、酚酞試液【解析】測定SO2含量必須要能跟SO2反應,而且可以用顏色變化來準確確定反應終點。A項和D項雖然能反應,但A在完全生成Na2SO3時溶液還是堿性,沒變色,而D在SO2還沒有與氨水完全反應時就開始變色了。石灰水中所含溶質(zhì)較少,且石蕊試液的顏色變化不明顯?!敬鸢浮緾9在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中,SO3的吸收過程是在吸收塔(如圖)中進行的,吸收塔里還裝入了大量瓷環(huán)。下列說法中不正確的是() 【導學號:28920035】A從處通入SO3,整個吸收操作采取逆流的形式B從處噴下98.3%的硫酸,瓷環(huán)的作用是增大接觸面積C從處導出的氣體只含有少量SO2,可直接排入大氣D從處流出的是可用水或稀硫酸稀釋的濃硫酸【解析】三氧化硫的吸收通常使用98.3%的硫酸,不用水或稀硫酸,原因是水或稀硫酸吸收三氧化硫時容易形成酸霧,吸收速率慢,不利于三氧化硫的吸收;氣體的吸收常采用逆流原理,這樣有利于氣、液的充分接觸,吸收效果好;從吸收塔上部導出的氣體是N2、沒有起反應的O2和少量二氧化硫,直接排入大氣會污染環(huán)境,所以應用吸收劑吸收或循環(huán)使用。【答案】C能力提升10請根據(jù)工業(yè)制硫酸的有關(guān)知識回答下列問題:(1)在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中,為了提高SO2的轉(zhuǎn)化率,且能充分利用熱能,采用了中間有熱交換器的接觸室(如圖所示)。按此密閉體系中氣體的流向判斷,在R處流出的氣體中除N2外的主要組成為_。ASO2BSO2、SO3CSO2、O2DSO3、O2、SO2(2)接觸法制硫酸過程中:2SO2(g)O2(g)2SO3(g)。根據(jù)下表中的數(shù)據(jù)判斷下列圖象正確的是(填序號)_。壓強p1p1p2p2溫度400500400500SO2的轉(zhuǎn)化率/%99.696.999.797.8(3)下圖表示的是工業(yè)制硫酸中尾氣的綜合利用,氣體M回收后可進入接觸室循環(huán)利用,請根據(jù)圖示判斷X是(填名稱)_,寫出Y與硫酸反應生成M的化學方程式:_?!窘馕觥?1)該裝置為接觸室,R處流出的氣體就是在接觸室中發(fā)生反應的反應物,其主要成分是二氧化硫和氧氣;(2)根據(jù)反應特點和數(shù)據(jù)表知,p2p1,正反應是放熱反應,降低溫度,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高;增大壓強,三氧化硫的百分含量提高,A、B兩個圖象符合題意?!敬鸢浮?1)C(2)AB(3)氨水(NH4)2SO3H2SO4=(NH4)2SO4H2OSO211根據(jù)接觸法制硫酸的簡單流程圖(如圖所示),填寫空白。(1)設備A是_,在設備A中進行的反應的化學方程式是_;設備B是_,在設備B中進行的反應的化學方程式是_;設備C是_,在設備C中進行的反應的化學方程式是_。(2)圖中標號處通入或放出的物質(zhì)是_,_,_,_,_,_,_,_,_。(3)在設備A里,礦石燃燒前要粉碎成細小礦粒的原因是_。(4)從設備A里放出的氣體必須經(jīng)過_、_、_處理后,才能進入設備B,其原因是_。(5)設備B中部的裝置叫_器,其作用是_。(6)設備C中用質(zhì)量分數(shù)為98.3%的硫酸吸收SO3的原因是_。(7)尾氣在排放到空氣之前必須_,其原因是_?!窘馕觥勘绢}考查了硫酸的生產(chǎn)工藝和有關(guān)問題,結(jié)合硫酸的生產(chǎn)原理即可順利作答。【答案】(1)沸騰爐4FeS211O22Fe2O38SO2轉(zhuǎn)化器2SO2O22SO3吸收塔SO3H2O=H2SO4(2)硫鐵礦(或硫黃)空氣SO2、O2、N2等爐渣凈化氣(SO2、O2、N2)SO3、O2、N2(含少量SO2)N2、O2(含SO2)98.3%的濃硫酸硫酸(3)增大礦石與空氣的接觸面積,加快反應速率(4)除塵洗滌干燥粉塵等容易使催化劑中毒,并會給設備造成不良的影響(5)熱交換充分利用熱量,使進入的凈化氣被加熱,并冷卻反應后的混合氣體(6)防止生成酸霧,以提高SO3的吸收效率(7)除去尾氣中含有的SO2防止SO2排入大氣而造成環(huán)境污染12(1)火山噴發(fā)所產(chǎn)生的硫黃可用于生產(chǎn)重要的化工原料硫酸。某企業(yè)用如圖所示的工藝流程生產(chǎn)硫酸:請回答下列問題:為充分利用反應放出的熱量 ,接觸室中應安裝_(填設備名稱)。吸收塔中填充有許多瓷管,其作用是_。為使硫黃充分燃燒,經(jīng)流量計1通入燃燒室的氧氣過量50%。為提高SO2轉(zhuǎn)化率,經(jīng)流量計2的氧氣量為接觸室中二氧化硫完全氧化時理論需氧量的2.5倍,則生產(chǎn)過程中流經(jīng)流量計1和流量計2的空氣體積比應為_。假設接觸室中SO2的轉(zhuǎn)化率為95%,b管排出的尾氣中二氧化硫的體積分數(shù)為_(空氣中氧氣的體積分數(shù)按0.2計),該尾氣的處理方法是_。與以硫鐵礦為原料的生產(chǎn)工藝相比,該工藝的特點是_。A耗氧量減少B二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高C產(chǎn)生的廢渣減少D不需要使用催化劑(2)硫酸的用途非常廣,可應用于_。A橡膠的硫化B表面活性劑“烷基苯磺酸鈉”的合成C鉛蓄電池的生產(chǎn)D過磷酸鈣的制備(3)礦物燃料的燃燒是產(chǎn)生大氣中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入適量的石灰石,可有效減少煤燃燒時SO2的排放,請寫出此脫硫過程中發(fā)生的反應的化學方程式:_。【解析】(1)本題考查了工業(yè)制取H2SO4的過程,在熟悉設備及工藝流程基礎(chǔ)上可知接觸室應安裝熱交換器,吸收塔為便于充分吸收SO3而填充了許多瓷管。(2)考查了學生分析及處理數(shù)據(jù)進行計算的能力,可假設有1 mol硫黃充分燃燒,則據(jù)反應SO2SO2知反應耗O2 1 mol,流量計1充入O2為1.5 mol,生成SO2 1 mol,據(jù)反應2SO2O22SO3知理論上1 mol SO2反應耗O2 0.5 mol,流量計2充入O2為1.25 mol,則流量計1、2充入氧氣體積比(等于空氣體積比)為65(或1.21);假設SO2轉(zhuǎn)化率為95%,則尾氣中SO2體積分數(shù)為100%0.4%。【答案】(1)熱交換器增加SO3與濃H2SO4接觸面積,有利于SO3的吸收65(或1.21)0.4%用氨水吸收AC(2)BCD(3)CaCO3CaOCO2,2SO22CaOO22CaSO4(或2SO22CaCO3O22CaSO42CO2)- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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