(12分)接觸法制硫酸的主要原料是硫鐵礦和空氣。

I、接觸法制硫酸的過程中,三個最主要的設(shè)備是:       、          和吸收塔; 為了避免酸霧的形成,提高SO3的吸收率,工業(yè)上常用                     來作吸收劑。

II、為了防止環(huán)境污染并對尾氣進行綜合利用,硫酸廠常用氨水吸收尾氣中的SO2、SO3等氣體,再向吸收液中加入濃硫酸,以制取高濃度的SO2及(NH42SO4和NH4HSO4固體。為了測定上述(NH42SO4 和NH4HSO4 固體混合物的組成,現(xiàn)稱取該樣品四份,分別加入濃度為3.00 mol·L-1的NaOH溶液50.00 mL,加熱至120 ℃左右,使氨氣全部逸出〔(NH42SO4和NH4HSO4的分解溫度均高于200 ℃〕,測得有關(guān)實驗數(shù)據(jù)如下(標準狀況):

實驗序號

樣品的質(zhì)量/g

NaOH溶液的體積/mL

氨氣的體積/L

1

3.62

50.00

0.896

2

7.24

50.00

1.792

3

10.86

50.00

2.016

4

14.48

50.00

1.568

(1)由第1組數(shù)據(jù)直接推測:用1.81 g樣品進行同樣實驗時,生成氨氣的體積(標準狀況)

              L。

(2)14.48g該混合物中n((NH42SO4)=           mol   n(NH4HSO4)=           mol

(3)第4組中過量的NH4+ 的物質(zhì)的量為:             mol

 

【答案】

I、沸騰爐  接觸室   98.3%的濃硫酸

II、(1)0.448   (2)0.09   (3)0.04    0.08

【解析】由題給數(shù)據(jù),第2組樣品質(zhì)量是第1組的2倍,產(chǎn)生NH3體積也是第1組的2倍;第3組樣品質(zhì)量是第1組的3倍,但產(chǎn)生NH3體積小于第1組的3倍,則NaOH溶液在第1、2組中足量,在第3組中不足。

(1)用1.81 g樣品進行實驗,NaOH過量,產(chǎn)生的NH3體積應(yīng)為第1組的,即生成NH3的體積為0.448 L。

(2)我們可以首先計算出(NH42SO4與NH4HSO4的物質(zhì)的量之比,應(yīng)根據(jù)第1組或第2組數(shù)據(jù)計算。

(NH42SO4~2NH3          NH4HSO4~NH3

設(shè)(NH42SO4物質(zhì)的量為x,NH4HSO4物質(zhì)的量為y,則有:

132x+115y=7.24         2x+y= 1.792/22.4

解得:x=0.02 mol   y=0.04mol

n〔(NH4)2SO4〕∶n(NH4HSO4)=1∶2

進而可求出14.48g該混合物中:

n((NH42SO4)=0004mol     n((NH4HSO4)=0008mol

(3)由(2)知道混合物中的NH4+為0.16 mol,H+為0.08 mol

反應(yīng)中依次發(fā)生反應(yīng):H+OH=H2O

即:               0.08  0.08

NH4    +   OH    =    NH3↑   +   H2O

0.07     3×0.05-0.08

OH和H、NH4反應(yīng)后還剩余:

0.16 mol-0.07 mol =0.09 mol

注:本小題還可以這樣分析:

如果本題混合物中NH4+全部轉(zhuǎn)變化NH3,相比較(1)組數(shù)據(jù)可知為0.16mol,實際得到NH3為0.07 mol,則過量的NH4+為0.09 mol

 

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:

硫酸是極其重要的化工原料,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、軍事等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。工業(yè)上通常用接觸法制硫酸,主要原料是硫鐵礦和空氣。接觸法制硫酸的生產(chǎn)過程大致可分為三個階段:①二氧化硫的制取和凈化;②二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫;③三氧化硫的吸收和硫酸的生成。

問題1:設(shè)空氣中N2、O2的含量分別為0.80和0.20(體積分數(shù)),則110 L空氣和足量的FeS2完全反應(yīng)后,氣體體積(同溫同壓)變?yōu)?U>         L。

問題2:為了防止環(huán)境污染并對尾氣進行綜合利用,硫酸廠常用氨水吸收尾氣中的SO2、SO3等氣體,再向吸收液中加入濃硫酸,以制取高濃度的SO2及(NH42SO4和NH4HSO4固體。

為了測定上述(NH42SO4和NH4HSO4固體混合物的組成,現(xiàn)稱取該樣品四份,分別加入相同濃度的NaOH溶液50.00 mL,加熱至120 ℃左右,使氨氣全部逸出〔(NH42SO4和NH4HSO4的分解溫度均高于200 ℃〕,測得有關(guān)實驗數(shù)據(jù)如下(標準狀況):

實驗序號

樣品的質(zhì)量/g

NaOH溶液的體積/mL

氨氣的體積/L

1

3.62

50.00

0.896

2

7.24

50.00

1.792

3

10.86

50.00

2.016

4

14.48

50.00

1.568

(1)由1組數(shù)據(jù)直接推測:用1.81 g樣品進行同樣實驗時,生成氨氣的體積(標準狀況)為              L。

(2)試計算該混合物中(NH42SO4和NH4HSO4的物質(zhì)的量之比為           。

(3)求所用NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度。(寫出計算過程)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列說法不正確的是( 。?

A.硫酸廠應(yīng)該建在靠近原料產(chǎn)地的地區(qū)?

B.接觸法制硫酸的主要步驟是造氣、接觸氧化和三氧化硫的吸收?

C.由于常壓下SO2轉(zhuǎn)化為SO3的轉(zhuǎn)化率很高,所以SO2接觸氧化時不采用高壓的反應(yīng)條件?

D.工業(yè)“三廢”的綜合利用不僅能減少污染,還獲得有用的副產(chǎn)品

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列說法不正確的是(    )

A.硫酸廠應(yīng)該建在靠近原料產(chǎn)地的地區(qū)

B.接觸法制硫酸的主要步驟是造氣、接觸氧化和三氧化硫的吸收

C.由于常壓下SO2轉(zhuǎn)化為SO3的轉(zhuǎn)化率很高,所以SO2接觸氧化時不采用高壓的反應(yīng)條件

D.工業(yè)“三廢”的綜合利用不僅減少污染,還獲得有用的副產(chǎn)品

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科目:高中化學(xué) 來源:2013屆廣西桂林十八中高三上學(xué)期第二次月考化學(xué)試卷(帶解析) 題型:計算題

(12分)接觸法制硫酸的主要原料是硫鐵礦和空氣。
I、接觸法制硫酸的過程中,三個最主要的設(shè)備是:      、         和吸收塔;為了避免酸霧的形成,提高SO3的吸收率,工業(yè)上常用                    來作吸收劑。
II、為了防止環(huán)境污染并對尾氣進行綜合利用,硫酸廠常用氨水吸收尾氣中的SO2、SO3等氣體,再向吸收液中加入濃硫酸,以制取高濃度的SO2及(NH42SO4和NH4HSO4固體。為了測定上述(NH42SO4 和NH4HSO4 固體混合物的組成,現(xiàn)稱取該樣品四份,分別加入濃度為3.00 mol·L-1的NaOH溶液50.00 mL,加熱至120 ℃左右,使氨氣全部逸出〔(NH42SO4和NH4HSO4的分解溫度均高于200 ℃〕,測得有關(guān)實驗數(shù)據(jù)如下(標準狀況):

實驗序號
樣品的質(zhì)量/g
NaOH溶液的體積/mL
氨氣的體積/L
1
3.62
50.00
0.896
2
7.24
50.00
1.792
3
10.86
50.00
2.016
4
14.48
50.00
1.568
(1)由第1組數(shù)據(jù)直接推測:用1.81 g樣品進行同樣實驗時,生成氨氣的體積(標準狀況)
             L。
(2)14.48g該混合物中n((NH42SO4)=          mol   n(NH4HSO4)=          mol
(3)第4組中過量的NH4+ 的物質(zhì)的量為:            mol

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