工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的流程圖如下:請回答下列問題:

(1)早期生產(chǎn)硫酸以黃鐵礦為原料,但現(xiàn)在工廠生產(chǎn)硫酸以硫黃為原料,理由是          

(2)在氣體進(jìn)入催化反應(yīng)室前需凈化的原因是                         。

(3)在催化反應(yīng)室中通常使用常壓,在此條件下SO2的轉(zhuǎn)化率為90%。但是部分發(fā)達(dá)國家采取高壓條件下制取SO3,采取加壓措施的目的除了加快反應(yīng)速率外,還可以                               ,從而提高生產(chǎn)效率。

(4)工業(yè)生產(chǎn)中常用氨-酸法進(jìn)行尾氣脫硫,以達(dá)到消除污染,廢物利用的目的。用化學(xué)方程式表示其反應(yīng)原理:                                                       

(5)除硫酸工業(yè)外,還有許多工業(yè)生產(chǎn)。下列相關(guān)的工業(yè)生產(chǎn)流程中正確的是         。

A.海水提溴:海水濃縮溴蒸氣液溴

B.海水提鎂:海灘貝殼石灰水MgO

C.工業(yè)制硝酸:空氣NO2硝酸→尾氣處理

D.工業(yè)合成氨:天然氣氫氣NH3、H2、N2

 

【答案】

(15分)(1)以黃鐵礦為原料的生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物太多,處理成本高(2分)

(2)防止催化劑中毒(2分)    (3)使平衡向正方向移動,有利于提高SO2的轉(zhuǎn)化率(2分)

(4)SO2+NH3+H2O=NH4HSO3(2分)     2NH4HSO3+H2SO4=(NH4)2SO4+2H2O+2SO2↑(3分)

或SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3(2分)   (NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+H2O+SO2↑(3分)

(5)A  D(各2分)

【解析】

試題分析:(1)黃鐵礦中雜質(zhì)太多,因此以黃鐵礦為原料的生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物太多,處理成本高。而硫燃燒的產(chǎn)物只有SO2,易于處理,因此現(xiàn)在工廠生產(chǎn)硫酸以硫黃為原料。

(2)由于生成的氣體中含有很多雜質(zhì),容易造成催化劑中毒,所以在氣體進(jìn)入催化反應(yīng)室前需凈化的原因是防止催化劑中毒。

(3)根據(jù)方程式2SO2+O22SO3可知,該反應(yīng)是體積減小的可逆反應(yīng),因此增大壓強(qiáng)可以使平衡向正方向移動,有利于提高SO2的轉(zhuǎn)化率。

(4)氨氣是堿性氣體,SO2是酸性氣體,因此氨氣可以吸收SO2生成亞硫酸氫銨或亞硫酸銨。生成的亞硫酸氫銨或亞硫酸銨再與稀硫酸反應(yīng)又轉(zhuǎn)化為SO2,從而達(dá)到目的。有關(guān)反應(yīng)的方程式為SO2+NH3+H2O=NH4HSO3、2NH4HSO3+H2SO4=(NH4)2SO4+2H2O+2SO2↑或SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3、(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+H2O+SO2↑。

(5)A、氯氣具有氧化性,可以氧化溴離子生成單質(zhì)溴,然后再利用SO2吸收溴蒸汽以達(dá)到富集的目的。最后再利用氯氣的氧化性將溴離子還原生成單質(zhì)溴,因此選項(xiàng)A可以實(shí)現(xiàn)海水提溴,A正確;B、工業(yè)上是通過電解熔融的氯化鎂來冶煉金屬鎂,因此氧化物的熔點(diǎn)太高,需要消耗大量能源,B不正確;C、空氣中的氮?dú)庠诜烹姷臈l件下與氧氣化合只能生成NO,得不到NO2,C不正確;D、天氣熱的主要成分是甲烷,在一定條件下可以準(zhǔn)備氫氣,氫氣與氮?dú)饪梢院铣砂睔,因此選項(xiàng)D可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)合成氨,D正確,答案選AD。

考點(diǎn):考查工業(yè)制備硫酸的有關(guān)判斷

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

工業(yè)上制硫酸的設(shè)備分為三大部分,一是沸騰爐、二是接觸室、三是吸收塔;仿照工業(yè)上制備硫酸的流程設(shè)計(jì)出下面的裝置,以探究有關(guān)問題。

請回答下列問題:

(1)寫出FeS2與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________________。

(2)從乙裝置中出來的氣體有__________________________________________。

(3)寫出上圖丙裝置的作用__________________________________________。

(4)在裝置乙的反應(yīng)器內(nèi)要求氧氣的量要比二氧化硫的量多一倍左右,實(shí)驗(yàn)時你是如何控制與估計(jì)的?____________________________。

(5)接觸法制硫酸過程中,若反應(yīng)熱都未被利用,則每生產(chǎn)1 000 g 98%硫酸需要吸收3.6×102 kJ能量。若反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);ΔH=-98.3 kJ·mol-1的熱量能在生產(chǎn)過程中得到充分利用(其他反應(yīng)熱不計(jì)),則每生產(chǎn)1 000 g 98%硫酸只需外界提供(或可向外界輸出)__________________kJ能量。

(6)本實(shí)驗(yàn)增加丁裝置的目的是為了探究____________________________。

(7)本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)還存在的較明顯缺陷是_______________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

工業(yè)上制硫酸的設(shè)備分為三大部分,一是沸騰爐、二是接觸室、三是吸收塔;仿照工業(yè)上制備硫酸的流程設(shè)計(jì)出下面的裝置,以探究有關(guān)問題。

請回答下列問題:

(1)寫出FeS2與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______________。

(2)從乙裝置中出來的氣體有_______________。

(3)寫出上圖丙裝置的作用______________________________。

(4)在裝置乙的反應(yīng)器內(nèi)要求氧氣的量要比二氧化硫的量多一倍左右,實(shí)驗(yàn)時你是如何控制與估計(jì)的?_______________。

(5)接觸法制硫酸過程中,若反應(yīng)熱都未被利用,則每生產(chǎn)1 000 g 98%硫酸需要吸收3.6×102 kJ能量。若反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);ΔH=-98.3 kJ·mol-1的熱量能在生產(chǎn)過程中得到充分利用(其他反應(yīng)熱不計(jì)),則每生產(chǎn)1 000 g 98%硫酸只需外界提供(或可向外界輸出)_______________kJ能量。

(6)本實(shí)驗(yàn)增加丁裝置的目的是為了探究______________________________。

(7)本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)還存在的較明顯缺陷是______________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源:模擬題 題型:填空題

Na3AlF6不溶于水,可用作胃毒性和觸殺性殺蟲劑,搪瓷乳白劑、樹脂橡膠的耐磨填充劑,并廣泛應(yīng)用于鋁的冶煉。工業(yè)上生產(chǎn)Na3AlF6的流程如下
試結(jié)合生產(chǎn)流程回答下列問題
(1)煅燒時總反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。
(2)煅燒后的固體在浸取前進(jìn)行粉碎的目的是____________,為達(dá)到相同目的,常溫浸取時還可采取的措施是____________。
(3)97.5 kg含CaF2 80%氟石(雜質(zhì)不含氟元素)理論上可生產(chǎn)Na3AlF6______kg(設(shè)生產(chǎn)過程中的每一步含氟物質(zhì)均完全轉(zhuǎn)化)。
(4)在按化學(xué)計(jì)量加入硫酸鋁溶液前,需先用________將NaF(aq)的pH下調(diào)至5左右,否則可能產(chǎn)生的副產(chǎn)物為________。
(5)在鋁的冶煉中,Na3AlF6是一種助熔劑,能使Al2O3在1000℃左右熔融,并可增強(qiáng)體系的導(dǎo)電性。下列有關(guān)Na3AlF6性質(zhì)的敘述不正確的是________。
a.Na3AlF6在水中不存在沉淀溶解平衡
b.Na3AlF6是離子化合物
c.Na3AlF6熱穩(wěn)定性強(qiáng)
d.Na3AlF6是一種非電解質(zhì)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

工業(yè)上制硫酸的設(shè)備分為三大部分,一是沸騰爐、二是接觸室、三是吸收塔。在沸騰爐內(nèi)二硫化亞鐵與氧氣發(fā)生反應(yīng),生成二氧化硫;在接觸室內(nèi)有催化劑存在下二氧化硫進(jìn)一步與氧氣化合,生成三氧化硫;三氧化硫經(jīng)吸收塔時,采用98.3%的濃硫酸吸收,使三氧化硫最終與水化合形成硫酸。

下面的裝置是仿照工業(yè)上制備硫酸的流程設(shè)計(jì)出來的。

(1)寫出二硫化亞鐵與氧氣反應(yīng)的方程式:_______________________________________;

(2)圖中甲、乙、丙、丁裝置分別相當(dāng)于工業(yè)生產(chǎn)制取硫酸中的_____________________;

(3)寫出在催化劑表面所發(fā)生的反應(yīng)的方程式:___________________________________;

(4)在乙反應(yīng)器內(nèi)要求氧氣的量要比二氧化硫的量多一倍左右,該如何控制與估計(jì)?

__________________________________________________________;

(5)學(xué)生為了探究工業(yè)上為何采用98.3%的濃硫酸吸收三氧化硫而不用水,特用上述裝置進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。若丁裝置在反應(yīng)過程中先出現(xiàn)氣泡,不久就出現(xiàn)了白霧,而丙裝置一直都沒有任何現(xiàn)象,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是:_______________;處理尾氣的方法有:__________________________________。

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