接觸法制硫酸是先把SO2催化氧化成SO3,然后用濃硫酸吸收得到的SO3制取產(chǎn)品。某工廠(chǎng)生產(chǎn)硫酸時(shí),進(jìn)入接觸室的原料氣成分為SO27%、O2 11%、N2 82%(體積分?jǐn)?shù))。
(1)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀況下10 m3原料氣中的SO2物質(zhì)的量______________mol。
(2)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀況下1 0m3原料氣的質(zhì)量 千克。
(3)若SO2的轉(zhuǎn)化率為99.2%,計(jì)算接觸室導(dǎo)出的氣體中SO3的體積分?jǐn)?shù) 。
(4)若接觸室導(dǎo)出的氣體中含6.72%(體積分?jǐn)?shù))的SO3。把出口氣體送進(jìn)吸收塔,用
98.3%的硫酸吸收,可得到“發(fā)煙H2SO4”(H2SO4和SO3的混合物,其中含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的SO3)。計(jì)算吸收1000 m3出口氣體(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)所需要的98.3%的硫酸的質(zhì)量 千克。
(1)31.25(2分)
(2)13.82Kg(4分)
(3)7.19%(4分)
(4)665Kg(6分)
解析試題分析:(1)原料氣中SO2的體積分?jǐn)?shù)為7%,故10m3原料氣中的SO2的體積為10m3×7%=0.7m3=700L,故標(biāo)準(zhǔn)狀況下二氧化硫的物質(zhì)的量為故答案為:31.25;
(2)原料氣中O2的體積分?jǐn)?shù)為11%,故10m3原料氣中的O2的體積為10m3×11%=1.1m3=1100L,故標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的物質(zhì)的量為原料氣中N2的體積分?jǐn)?shù)為82%,故10m3原料氣中的N2的體積為10m3×82%=8.2m3=8200L,故標(biāo)準(zhǔn)狀況下氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為故標(biāo)準(zhǔn)狀況下10m3原料氣的質(zhì)量為:31.25mol×64g/mol+49.11mol×32g/mol+366.07mol×28g/mol=13821.48≈13.82kg,答:標(biāo)準(zhǔn)狀況下10m3原料氣的質(zhì)量為13.82kg;
(3)SO2的轉(zhuǎn)化率為99.2%,則參加反應(yīng)的二氧化硫的體積為10m3×7%×99.2%=0.6944m3,則:
2SO2+O2=2SO3 體積減少△V
2 2 1
0.6944m3 0.6944m3 0.3472m3
故反應(yīng)后氣體的體積為10m3-0.3472m3=9.6528m3,
故接觸室導(dǎo)出的氣體中SO3的體積為0.6944m3,體積分?jǐn)?shù)為
答:接觸室導(dǎo)出的氣體中SO3的體積分?jǐn)?shù)為7.19%;
(4)假設(shè)需要濃硫酸的質(zhì)量為mg,則濃硫酸中硫酸的質(zhì)量為mg×98g%=0.98mg,物質(zhì)的量為濃硫酸中水的質(zhì)量為mg-0.98mg=0.02mg,物質(zhì)的量為故吸收三氧化硫后生成的硫酸的物質(zhì)的量為發(fā)煙硫酸中硫酸的物質(zhì)的量為0.01m mol+1000m3出口氣體中三氧化硫的體積為1000m3×6.72%=67.2m3=67200L,SO3的物質(zhì)的量為被水吸收后剩余的三氧化硫的物質(zhì)的量為3000mol-
故,解得m=664615g=664.6kg,
答:吸收1000m3出口氣體所需要的98%的硫酸的質(zhì)量為664.6kg.
考點(diǎn):本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算、根據(jù)方程式的有關(guān)計(jì)算,過(guò)程復(fù)雜、計(jì)算量很大,為易錯(cuò)題目,難度較大.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
下圖表示在沒(méi)有通風(fēng)櫥的條件下制備氯氣時(shí)設(shè)計(jì)的裝置,圖中a、b是可控制的彈簧鐵夾。(氯氣在飽和氯化鈉溶液中的溶解度較小。)
(1)儀器A的名稱(chēng)是 ;水槽中應(yīng)盛放的是 ;燒杯中盛放的是 ;燒瓶中反應(yīng)的化學(xué)方程式 ;
在收集氯氣時(shí),應(yīng)打開(kāi) 關(guān)閉 (填a, b)當(dāng)氯氣收集完畢,尾氣處理時(shí)燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
硫化氫(H2S)是一種具有臭雞蛋氣味的無(wú)色氣體,有劇毒;存在于多種生產(chǎn)過(guò)程以及自然界中。在人體的很多生理過(guò)程中也起著重要作用。
資料:① H2S可溶于水(約1:2),其水溶液為二元弱酸。 ② H2S可與許多金屬離子反應(yīng)生成沉淀。 ③ H2S在空氣中燃燒,火焰呈淡藍(lán)色。 |
| 實(shí)驗(yàn)操作 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)1 | 將等濃度的Na2S和Na2SO3溶液按體積比2∶1混合 | 無(wú)明顯現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)2 | 將H2S通入Na2SO3溶液中 | 未見(jiàn)明顯沉淀,再加入少量稀硫酸,立即產(chǎn)生大量淺黃色沉淀 |
實(shí)驗(yàn)3 | 將SO2通入Na2S溶液中 | 有淺黃色沉淀產(chǎn)生 |
A | B | C | D |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:問(wèn)答題
(15分)
某研究小組想研究碳與濃硝酸的反應(yīng)。其實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下。
操作 | 現(xiàn)象 |
a.用干燥潔凈的燒杯取約10 mL濃硝酸,加熱。 | |
b.把小塊燒紅的木炭迅速伸入熱的濃硝酸中。 | 紅熱的木炭與熱的濃硝酸接觸發(fā)生劇烈反應(yīng),同時(shí)有大量紅棕色氣體產(chǎn)生,液面上木炭迅速燃燒,發(fā)出光亮。 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:問(wèn)答題
化學(xué)肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要作用。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥、鉀肥。
(1)普鈣是磷肥,它的有效成分是__________________(寫(xiě)化學(xué)式)。
(2)尿素是一種含氮量較高的氮肥,工業(yè)生產(chǎn)尿素是將氨氣與二氧化碳在加壓、加熱的條件下反應(yīng)生成氨基甲酸銨(H2NCOONH4),再使氨基甲酸銨脫水得到尿素。反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________、___________。
(3)某化肥廠(chǎng)用NH3制備N(xiāo)H4NO3,已知由NH3制NO的產(chǎn)率是96%、NO制HNO3的產(chǎn)率是92%,則制HNO3所用去NH3的質(zhì)量占耗用全部NH3質(zhì)量的__________%。
(4)合成氨氣是生產(chǎn)氮肥的重要環(huán)節(jié)。合成氨生產(chǎn)簡(jiǎn)易流程示意圖如下:
從示意圖可知其存在循環(huán)操作。簡(jiǎn)要說(shuō)明為什么在化工生產(chǎn)中經(jīng)常采用循環(huán)操作___________。合成氨的反應(yīng)需在500℃進(jìn)行,其主要原因是_________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
有一硫酸與硝酸的混合溶液,取出10mL加入足量BaCl2溶液,過(guò)濾、洗滌、烘干后得到9.32g的沉淀;濾液與4mol·L-1NaOH溶液反應(yīng),用去40mLNaOH溶液時(shí)恰好完全中和。試求:
(1)混合液中H2SO4、HNO3的物質(zhì)的量濃度各是多少?
(2)另取10mL原混合液,加入4.48g銅粉共熱時(shí),收集到氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為多少毫升?
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
氨氣是化學(xué)工業(yè)上應(yīng)用非常廣泛的物質(zhì)。下面僅是它在兩方面的重要用途。
“侯氏制堿法”的發(fā)明為振興中國(guó)化工工業(yè)做出了重要貢獻(xiàn)。制堿法的第一步反應(yīng)是向飽和氨化鹽水中通入二氧化碳,該反應(yīng)可表示為:NaCl + CO2 + NH3 + H2O → NaHCO3↓+ NH4Cl
現(xiàn)在45℃時(shí),取117g食鹽配制成飽和溶液,向其中通入適量氨氣后,再向其中通入二氧化碳,使反應(yīng)進(jìn)行完全。試計(jì)算并回答下列問(wèn)題(計(jì)算結(jié)果取三位有效數(shù)字)(有關(guān)物質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù)如表,單位:g/100g水)。
| NaCl | NaHCO3 | NH4Cl |
10℃ | 35.8 | 8.15 | 33.0 |
45℃ | 37.0 | 14.0 | 50.0 |
b∕a的取值范圍 | 溶質(zhì) | 溶質(zhì)物質(zhì)的量 |
| | |
—— | —— | |
| | |
| | |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
(16分)(原創(chuàng))硫代硫酸鈉(Na2S2O3)在工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)藥制造業(yè)中被廣泛應(yīng)用,工業(yè)普遍使用Na2SO3與硫磺(S)共煮得到,裝置如圖1。
已知:Na2S2O3在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在。
(1)步驟1:打開(kāi)K1、關(guān)閉K2,向圓底燒瓶中加入足量甲并加熱,則試劑甲為:
。
(2)步驟2:始終保持C中溶液呈堿性,反應(yīng)一段時(shí)間后,硫粉的量逐漸減少,打開(kāi)K2、關(guān)閉K1并停止加熱。
①C中溶液須保持呈堿性的原因:若呈酸性,則 、
。(用離子方程式表示)
②裝置B、D的作用是 。
步驟3:將C中所得混合物分離提純后得產(chǎn)品。
(3)利用反應(yīng)2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2也能制備N(xiāo)a2S2O3。所需儀器如圖2,按氣流方向連接各儀器,接口順序?yàn)椋?u> →g,h→ , → , →d。
(4)裝置乙盛裝的試劑是:_____________________________。
(5)Na2S2O3還原性較強(qiáng),工業(yè)上常用作除去溶液中殘留的Cl2,該反應(yīng)的離子方程
式為: 。
(6)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案,證明上述殘留的Cl2被還原成了Cl—:____________
。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
化學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于理解化學(xué)知識(shí),提升科學(xué)素養(yǎng)。某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進(jìn)行相關(guān)探究。
(1)已知發(fā)生裝置如圖所示。制備實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),先檢查裝置氣密性,接下來(lái)的操作依次是 (填序號(hào))
A.往燒瓶中加入MnO2粉末
B.加熱
C.往燒瓶中加入濃鹽酸。
(2)該小組關(guān)于實(shí)驗(yàn)中可制得氯氣體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的討論正確的是
A.若提供0.4 mol HCl,MnO2不足量,則可制得氯氣2.24 L
B.若提供0.4 mol HCl,MnO2過(guò)量,則可制得氯氣2.24 L
C.若有0.4 mol HCl參與反應(yīng),則可制得氯氣2.24 L
D.若有0.4 mol HCl被氧化,則可制得氯氣2.24 L
(3)將Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子有________ (填微粒符號(hào))
(4)下列收集Cl2的正確裝置是________。
A B C D
(5)該小組利用剛吸收過(guò)少量SO2的NaOH溶液對(duì)Cl2進(jìn)行尾氣處理。
①請(qǐng)完成吸收初期的化學(xué)方程式:Cl2+Na2SO3+2 NaOH= ________________
②吸收一段時(shí)間后,某同學(xué)取出2mL吸收后的溶液(強(qiáng)堿性)于試管中,充分振蕩后向其中滴加3~4滴淀粉-KI溶液,發(fā)現(xiàn)溶液先變藍(lán),隨即又褪去。溶液先變藍(lán),說(shuō)明吸收后的溶液中存在 (填微粒符號(hào)),用離子方程式表示藍(lán)色褪去的可能原因: 。
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