=2
-
X≥1
=
提示:
本题较好体现了《考试说明》的要求,侧重考查学生的综合应用能力,设计颇具特色。
本题的三大特点:
计算于推理相结合;数学和化学的综合应用;化学知识于环保相联系。
(1)由硫原子守恒可得关系式
SO2~CaSO4·2H2O
22.4172
104×0.2%X
X=153.6Kg
(2)运用极端假设法进行推断,溶液中可能发生的两个反应:
SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O;SO2+NaOH=NaHSO3
若溶液中溶质全为Na2SO3得12.6g
若溶液中溶质全为NaHSO3得20.8g
今20.8>16.7>12.6,该溶液成份为Na2SO3和NaHSO3,NaHSO30.1摩Na2SO30.05摩
(3)可借助数轴进行分析讨论。
7.(05全国)A、B两种固体,都由甲、乙两种元素组成。
在A、B中,甲、乙两种元素的原子个数比分别为l∶l和l∶2。
高温煅烧A、B时,产物都是C(固体)和D(气体)。
由D可制得E(酸)。
E和另一种酸组成的混合酸跟甲苯反应可生成三硝基甲苯。
C与E的稀溶液反应得到溶液F,往F溶液中加入氢氧化钠溶液,有红褐色沉淀生成,该沉淀经灼烧后转变成C。
往F溶液中加入甲元素的单质得到溶液G。
试根据以上信息填写下列空白:
(1)A的化学式(分子式)是___________________________。
(2)B煅烧生成C和D的化学方程式是______________________________。
甲元素的单质与F溶液反应的离子方程式是______________________________。
(3)往G溶液中加入NaOH溶液发生的现象是_______________。
【答案】
(1)FeS;
(2)4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2;2Fe3++Fe=3Fe2+
(3)生成的沉淀由白色变成灰绿色最终变成红褐色。
提示:
根据题目信息推断:
A是FeS,B是FeS2,C是Fe2O3,D是SO2,E是硫酸,F是硫酸铁,G硫酸亚铁。
训练试题
1.我国在接触法制硫酸过程中,普遍采用制SO2的方法是
A.燃烧硫B.燃烧Fe2S3C.燃烧FeS2D.燃烧CuFeS2
提示:
煅烧黄铁矿时经过粉碎,燃烧更完全,从而可提高原料的利用率。
若用煅烧黄铁矿法因同时有Fe2O3,而处理除杂更复杂,燃硫法则较简单。
2.从沸腾炉中出来的炉气中含有能使催化剂中毒的物质是
A.SO2B.N2C.砷化物D.水蒸气
3.接触法制硫酸的尾气中含有的大气污染物是
A.H2SB.CO2C.SO3D.SO2
提示:
接触法制硫酸的尾气主要是SO2。
4.在接触法制硫酸过程的各步反应中,等物质的量的反应物发生电子转移最多的是
A.FeS2B.O2C.SO2D.SO3
提示:
1molFeS2被氧化生成Fe2O3和SO2电子转移为11mol.
5.有关接触法制硫酸的叙述正确的是
A.吸收塔不得用水吸收三氧化硫
B.进入接触室的SO2和空气混合物中的其它杂质必须除去
C.硫酸厂的尾气要经碱液或氨水处理后才能排放
D.用黄铁矿燃烧生成二氧化硫与用硫燃烧生产二氧化硫后者较复杂
提示:
接触法制H2SO4的三阶段中,第一阶段是制取和提纯SO2,若用煅烧黄铁矿法因同时有Fe2O3,而处理除杂更复杂,燃硫法则较简单。
煅烧黄铁矿时经过粉碎,燃烧更完全,从而可提高原料的利用率。
从燃烧炉出来的气体叫做炉气。
用黄铁矿生产的SO2中杂有O2、N2、水蒸汽以及一些杂质如砷、硒等的化合物和矿尘,必须提纯除去这些杂质,主要是为了防止催化氧化法生产SO3时的催化剂“中毒”,水蒸气对设备和生产也有不良影响。
第三分阶段是吸收SO3使成H2SO4,若用水吸收会产生大量难以处理的酸雾,所以用98.3%浓H2SO4吸收SO3,使成发烟硫酸,然后按比例与水混合得到浓H2SO4。
在接触室中2SO2+O2
2SO3的反应有一些可逆性,虽然SO2的转化率很高,但难免还有SO2与SO3一起进入吸收塔,所以尾气中必然杂有不能被浓H2SO4吸收的SO2,若直接排放会造成严重污染,因此,用碱性物质如氨水、NaOH溶液处理,使SO2转化为亚硫酸盐而除去。
6.从沸腾炉里出来的炉气,在进行氧化之前须净化的原因是
A.降低炉气的温度便于吸收
B.防止矿尘堵塞管道
C.防止催化剂中毒以及水蒸气对设备和生产的不良影响
D.增加SO2的含量
7.接触法制硫酸时,由沸腾炉导出的炉气必须经除尘、洗涤、干燥等净化过程,其理由是
A.杂质与矿尘会使催化剂中毒
B.水蒸气对设备和生产有不良影响
C.可提高原料的利用率
D.可制取浓硫酸
提示:
在提纯时用黄铁矿生产的SO2中杂有的砷、硒化合物也较燃硫法多。
必须提纯除去这些杂质,主要是为了防止第二阶段中用催化氧化法生产SO3时的催化剂“中毒”,第三分阶段是吸收SO3使成H2SO4,若用水吸收会产生大量难以处理的酸雾,所以用98.3%浓H2SO4吸收SO3,使成发烟硫酸,然后按比例与水混合得到浓H2SO4。
8.接触法制硫酸中没有涉及的设备是
A.沸腾炉B.合成塔C.吸收塔D.接触室
9.接触法制硫酸的沸腾炉出来的炉气必须经过净化处理,其正确过程是
A.洗涤、干燥、除尘B.干燥、除尘、洗涤
C.除尘、洗涤、干燥D.除去硒和砷的化合物
10.飘尘是物质燃烧时产生的粒状漂浮物,颗粒很小,不易沉降,它与空气中SO2、O2接触时,SO2会部分转化为SO3,使空气的酸度增加,飘尘所起的作用可能是
①氧化剂②还原剂③催化剂④吸附剂
A.①②B.①C.①③D.③④
11.有关接触法制硫酸的叙述中,不正确的是
A.用硫代替黄铁矿,可减少环境污染
B.炉气是SO2,进接触室之前需要净化,以免催化剂中毒
C.热交换的目的,一方面使即将参加反应的气体达到一定温度,另一方面降低SO3的温度
D.尾气要处理后才能排放到空气中
12.有关工业制硫酸的下列说法不正确的是
A.我国上主要用黄铁矿作原料制硫酸
B.黄铁矿燃烧时,炉底要通入强大的空气流,目的使黄铁矿燃烧充分
C.从燃烧炉出来的气体中含有杂质和矿尘能使催化剂中毒,必须净化处理
D.2SO2+O2
2SO3正反应是一个放热反应,所以反应温度越低越好
13.关于硫酸的工业制法,下列说法正确的是
A.黄铁矿燃烧前要粉碎,因为大块的黄铁矿不能燃烧完全
B.从沸腾炉出来的炉气需要净化,因为炉气中的SO2会与杂质反应
C.SO2氧化为SO3时须使用催化剂,这样可以提高SO2的转化率
D.用98.3%的浓硫酸吸收SO3,目的是防止形成酸雾,使SO3吸收完全
14.在接触法制硫酸的过程中,通常将硫铁矿粉碎后进行煅烧,粉碎硫铁矿的目的是
A.粉碎后的硫铁矿易于向炉中投料
B.粉碎成小颗粒易于燃烧
C.提高硫铁矿的利用率
D.粉碎后杂质易分离
提示:
煅烧黄铁矿时经过粉碎,燃烧更完全,从而可提高原料的利用率。
15.接触法制H2SO4的工业生产中,黄铁矿煅烧前要粉碎,其目的是
A.减少杂质B.易除去尘粒C.升高炉温D.充分燃烧
提示:
煅烧黄铁矿时经过粉碎,燃烧更完全,从而可提高原料的利用率。
16.在硫酸工业的下列装置或设备所发生的反应中,硫元素的价态不发生变化的是
A.沸腾炉B.接触室
C.吸收塔D.炉气净化装置
17.下列操作原理在工业制硫酸生产工艺中没有用到的是
A.热交换原理B.逆流原理
C.循环操作原理D.电解原理
18.接触法制硫酸的接触室中有一个热交换器,关于它的作用比较确切的说法是
A.给催化剂加热
B.把反应时生成的热,传递给需要预热的气体,并冷却反应后生成的气体
C.为了提高温度,让热的水蒸气通过热交换器
D.为了充分利用热能,让冷水通过热交换器
19.在接触法制硫酸的过程中,若将接触室出口的混合气体冷却到15℃,有无色晶体产生,此晶体是
A.硫磺B.硫酸酐C.亚硫酐D.固体硫酸
20.用98%浓硫酸吸收SO3可以得到H2SO4·SO3,若用1kg98%H2SO4充分吸收SO3后,再进行稀释,可得到98%的H2SO4的质量为
A.1.98kgB.2.00kgC.2.22kgD.2.42kg
21.充分煅烧硫铁矿Wg,反应后得到固体Ng,生成SO2Pg,假设杂质在煅烧过程中不参加反应,硫铁矿的质量分数可表示为
A.15P/16NB.15P/16WC.3(W—N)/WD.(W—N)/3W
22.对于可逆反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),ΔH=−98.3kJ/mol。
下列说法中正确的是
A.达到平衡时,反应物和生成物的浓度一定相等
B.达到平衡时,反应物和生成物的物质的量保持不变
C.加入催化剂,可以提高SO2的转化率
D.升高温度,可以提高SO2的转化率
23.在容积相等的甲乙两个密闭容器中,分别都充入2molSO2和1molO2,使它们在相同温度下发生反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)。
设在反应过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,达到平衡后,如甲容器中SO2的转化率为25%,则乙容器中SO2的转化率应当是
A.25%B.<25%C.>25%D.无法判断
提示:
该反应是一个气体体积减小的反应,乙容器保持压强不变,有利于平衡向正反应方向移动,乙容器中SO2的转化率应增大。
24.把含硫48%的硫铁矿先制成H2SO4,再吸收氨气制成(NH4)2SO4,1t这种硫铁矿在理论上能制得的(NH4)2SO4为
A.1.06tB.1.98tC.2.14tD.2.26t
25.下列反应中含硫的化合物做还原剂的是
A.FeS+2HCl=FeCl2+H2S
B.Na2S+2HCl=2NaCl+H2S
C.4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
D.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2
提示:
根据化合价的变化判断。
化合价有变化的为氧化还原反应,化合价升高被氧化,作还原剂。
26.煅烧硫铁矿时,氧化产物和还原剂的物质的量之比为
A.8∶4B.10∶4C.2∶4D.4∶8
提示:
反应为:
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
27.在4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2的反应中,被氧化的元素是
A.只有铁B.只有硫C.铁和硫D.氧和铁
提示:
通过判断化合价的变化。
28.当有60gFeS2充分燃烧时,其转移电子的物质的量为
A.2molB.16.5molC.11molD.5.5mol
提示:
设转移电子的物质的量为x,依FeS2燃烧的化学方程式
4FeS2+11O2=8SO2+2Fe2O3
得关系式如下
4FeS2~11O2~电子转移
4×120g11mol44mol
60gx
解得x=5.5mol,故答案选D。
29.在FeS2→SO2的转化过程中,每转移1mol电子时产生SO2的体积是(折算为标准状况)
A.0.51LB.4.07LC.16.3LD.22.4L
提示:
反应4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2的电子转移数目为44mol.
30.含硫48%的硫铁矿煅烧时FeS2损失率为2%,则下列说法不正确的是
A.该硫铁矿含FeS2也是48%
B.硫损失也是2%
C.铁损失也是2%
D.该硫铁矿含铁42%
31.FeS2在空气中充分燃烧的化学方程式为4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2,若agFeS2在空气中充分燃烧,并转移N个电子,则阿伏加德罗常数(NA)可表示为
A.120N/aB.120a/11NC.11a/120ND.120N/11a
32.将含有少量SO2的SO3气体通入适量的Pb(NO3)2溶液中,结果是
A.生成PbSO4和PbSO3沉淀
B.生成PbSO4沉淀并有SO2气体放出
C.两种气体被吸收,生成PbSO4沉淀并有气体放出
D.两种气体被吸收,不可能再有气体放出
提示:
SO2的SO3气体通入溶液中反应生成酸,在酸性条件下,HNO3氧化SO32-成SO42-。
33.关于反应2SO2+O2
2SO3,在一定条件下达到平衡状态,再加入一定量的18O2,则建立新平衡时,含有18O的物质是(假定原平衡体系中不含18O)
①二氧化硫②氧气③三氧化硫
A.①②B.②③C.①②③D.①③
提示:
反应时可逆的。
34.将SO3溶解在硫酸中所得到的混合物叫做“发烟硫酸”,通常以三氧化硫的质量分数表示其组成。
今将0.1185g发烟硫酸试样溶于水,用0.125mol/L的NaOH标准液滴定,用此标准液20mL时恰好中和,则试样中SO3的质量分数为
A.15%B.17%C.34%D.60%
35.含FeS2A%的黄铁矿Wt,在接触法制硫酸的过程中,损失硫c%,可制得质量分数为B%的硫酸为
A.
tB.
C.
D.
36.把1g含脉石SiO2的黄铁矿样品在氧气流中灼烧,反应完全后得残渣0.78g,则此黄铁矿物纯度是
A.33%B.66%C.78%D.88%
.提示:
引起固体质量改变的原因是矿石与O2反应后生成的SO2气体放出的缘故。
故可用差量法求解。
因4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2固体质量减少
4×1202×160480-320=160
x1-0.78=0.22
解得x=0.66g
37.某次酸雨的分析数据如下:
c(NH
)=2.0×10-5mol/L,c(Cl-)=6.0×10-5mol/L,
c(Na+)=1.9×10-5mol/L,c(NO
)=2.3×10-5mol/L,c(SO
)=2.5×10-5mol/L,则此次酸雨的pH大约为。
A.3B.4C.5D.6
提示:
溶液是电中性的,根据电荷守恒,计算溶液中氢离子的物质的量浓度。
38.某工厂用CaSO4、H2O、NH3、CO2制备(NH4)2SO4。
其工艺流程如下:
下列推断不合理的是
A.往甲中通CO2有利于(NH4)2SO4生成
B.生成1mol(NH4)2SO4至少消耗2molNH3
C.在实际生产中CO2可被循环使用
D.直接蒸干滤液能得到纯净的(NH4)2SO4
39.用含硫50%的黄铁矿320t,通过接触法制硫酸,在生产过程中有2%的硫受损失,问可制得98%的浓H2SO4多少吨?
【答案】制得98%的浓硫酸490t。
提示:
此题在解题时应注意含“硫”50%,而不是含FeS250%。
设可制得98%浓H2SO4xt
S~H2SO4
3298
320×50%(1-20%)x·98%
解得:
x=490(t)
40.接触法制硫酸的主要设备是:
______、______、______。
在______进行的反应中硫元素的化合价没有变化。
【答案】沸腾炉、接触室、吸收塔;吸收塔。
41.在制得三氧化硫后,是用______吸收SO3制得高浓度的硫酸,其原因是______。
【答案】98.3%的硫酸;能把SO3吸收干净,速度快,不会产生酸雾
42.硫酸工业中造成大气污染的是尾气中的______。
【答案】SO2
43.根据接触法制硫酸的简单流程图,填写空白。
(1)设备A是________,在设备A中进行反应的化学方程式是__________________;设备B是________在设备B中进行反应的化学方程式是_______________________;设备C是__________在设备C中进行反应的化学方程式是___________________。
(2)图中标号处通入或放出的物质是:
①___________,②___________,③___________,④___________,⑤___________,⑥___________,⑦___________,⑧___________,⑨___________。
(3)设备B中部的装置叫___________器,其作用是_____________________________。
(4)设备C中用质量分数为98.3%的硫酸吸收SO3的原因是______________________。
【答案】
(1)沸腾炉;4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2↑;接触室
2SO2+O2
2SO3;吸收塔;SO3+H2O===H2SO4
(2)①黄铁矿;②空气;③炉气;④炉渣;⑤SO2、O2、N2;⑥SO3、SO2、O2、N2;⑦尾气;⑧98.3%H2SO4;⑨供稀释用的H2SO4
(3)热交换;用来把生成的热传递给进入接触室的炉气,同时冷却生成的气体
(4)因为H2O和SO3反应放热易形成酸雾不利于对SO3的吸收
44.请用下图所示的装置设计一个实验,以测定SO2转化为SO3的转化率:
①这些装置的连接顺序(从左到右的方向)是_________→_________→_________→_________→_________→_________→_________→_________
②实验时甲仪器的作用与原理是___________________________。
③从乙处均匀通入O2,为使SO2有较高的转化率,实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是___________________________。
④Ⅳ处观察到的现象是___________________________。
⑤在Ⅰ处用大火加热烧瓶时,SO2的转化率会__________________(填“增大”“不变”或“减小”)。
⑥用nmolNa2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,称得Ⅲ处增重mg,则本实验中SO2的转化率为__________________。
【答案】
(1)a;h;I;b;c;f;g;d
(2)作用是使浓硫酸能顺利地滴入烧瓶中;原理是维持烧瓶内压强与分液漏斗中的压强相等
(3)先加热V2O5,后缓缓滴入浓硫酸
(4)有无色(白色)晶体(固体)生成
(5)减小
(6)
45.工业上把硫铁矿粉碎成细小矿粒后,才放入沸腾炉内进行燃烧,其目的是_______________________。
从沸腾炉里出来的炉气含有________________等杂质以及水蒸气,因此在进行氧化反应前必须使炉气通过除