题目内容

工业上生产硫酸的流程图如下：请回答下列问题：

（1）早期生产硫酸以黄铁矿为原料，但现在工厂生产硫酸以硫黄为原料，理由是         。
（2）在气体进入催化反应室前需净化的原因是                        。
（3）在催化反应室中通常使用常压，在此条件下SO2的转化率为90%。但是部分发达国家采取高压条件下制取SO3，采取加压措施的目的除了加快反应速率外，还可以                              ，从而提高生产效率。
（4）工业生产中常用氨－酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染，废物利用的目的。用化学方程式表示其反应原理：                                                      。
（5）除硫酸工业外，还有许多工业生产。下列相关的工业生产流程中正确的是        。

A．海水提溴：海水浓缩溴蒸气液溴
B．海水提镁：海滩贝壳石灰水MgO镁
C．工业制硝酸：空气NO2硝酸→尾气处理
D．工业合成氨：天然气氢气NH3、H2、N2氨

（15分）（1）以黄铁矿为原料的生产中产生的废弃物太多，处理成本高（2分）
（2）防止催化剂中毒（2分）   （3）使平衡向正方向移动，有利于提高SO2的转化率（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）

解析试题分析：（1）黄铁矿中杂质太多，因此以黄铁矿为原料的生产中产生的废弃物太多，处理成本高。而硫燃烧的产物只有SO2，易于处理，因此现在工厂生产硫酸以硫黄为原料。
（2）由于生成的气体中含有很多杂质，容易造成催化剂中毒，所以在气体进入催化反应室前需净化的原因是防止催化剂中毒。
（3）根据方程式2SO2＋O22SO3可知，该反应是体积减小的可逆反应，因此增大压强可以使平衡向正方向移动，有利于提高SO2的转化率。
（4）氨气是碱性气体，SO2是酸性气体，因此氨气可以吸收SO2生成亚硫酸氢铵或亚硫酸铵。生成的亚硫酸氢铵或亚硫酸铵再与稀硫酸反应又转化为SO2，从而达到目的。有关反应的方程式为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、氯气具有氧化性，可以氧化溴离子生成单质溴，然后再利用SO2吸收溴蒸汽以达到富集的目的。最后再利用氯气的氧化性将溴离子还原生成单质溴，因此选项A可以实现海水提溴，A正确；B、工业上是通过电解熔融的氯化镁来冶炼金属镁，因此氧化物的熔点太高，需要消耗大量能源，B不正确；C、空气中的氮气在放电的条件下与氧气化合只能生成NO，得不到NO2，C不正确；D、天气热的主要成分是甲烷，在一定条件下可以准备氢气，氢气与氮气可以合成氨气，因此选项D可以实现工业合成氨，D正确，答案选AD。
考点：考查工业制备硫酸的有关判断

练习册系列答案
相关题目

下列金属冶炼的反应原理中正确的是

A．2AlCl3(熔融) 2Al+3Cl2↑
B．MgO+H2Mg+H2O
C．ZnO+CO Zn+CO2
D．2CuO 2Cu+O2↑

海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下：

（1）请列举海水淡化的两种方法：________、________。
（2）将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、________、________或H2、________。
（3）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的为_____________。
（4）步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式         ，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是____________。
（5）某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料：Br2的沸点为59℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：

请你参与分析讨论：
①图中仪器B的名称：________。
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是___________。
③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：____。
④C中液体产物颜色为________。为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是________。

随着全球淡水资源危机日益严重，世界各国都把目光投向了占全球总水量约97%的汪洋大海，希望从苦涩的海水中提取可以饮用的淡水。
(1)海水淡化由来已久。二次大战时，一艘为盟军运送军事物资的商船遇难漂流到一座荒岛上。为了获取淡水，船员们将救生艇上的铜皮空气箱拆下，在空气箱上加盖一块边缘向内卷曲形成水槽的铜盖，做成一个简易蒸馏器。加热箱内的海水，水蒸气在盖顶冷凝后顺着边缘流进水槽。再滴入淡水桶内。根据上述文字的描述，为下图简易蒸馏器示意图补画铜盖。

(2)海水淡化亦称海水脱盐。该工艺过程包括海水预处理、脱盐、淡化水的后处理等。下列属于海水预处理的是________(填序号)。
①淡水收集　②除掉悬浮物　③杀灭海洋生物　④除掉海水中的盐分　⑤水质检测　⑥降低海水浑浊度
(3)为了检验所收集的淡水中是否含有氯离子，通常采用的试剂是_________。

地球的海水总量约有1.4×1018t，是人类最大的资源库。
（1）如图利用海水得到淡水的方法为                。

（2）电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如下图。a是电源的          极；Ⅰ口排出的是          （填“淡水” 或“浓水”）。

（3）海水淡化后的浓水中含大量盐分（主要含有Mg2＋、Ca2+、Fe3＋和SO42－），排入水中会改变水质，排到土壤中会导致土壤盐碱化，故不能直接排放，可以与氯碱工业联产。
电解前需要把浓水精制，所需试剂主要包括：HCl、NaOH、BaCl2、Na2CO3等），其中HCl的作用主要是                               。
（4）铀是核反应最重要的燃料，其提炼技术直接关系着一个国家核工业或核武器的发展水平，海水中铀以UCl4形式存在（以离子形式存在），每吨海水只含3.3毫克铀，海水总量极大，铀总量相当巨大。不少国家正在探索海水提铀的方法。现在，已经研制成功一种螯合型离子交换树脂，它专门吸附海水中的铀，而不吸附其他元素。其反应原理为：___________________________（树脂用HR代替），发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生并得到含铀的溶液，其反应原理为：________________________。
（5）离子交换树脂法是制备纯水（去离子水） 的主要方法。某阳离子交换树酯的局部结构可写成（如图）。该阳离子交换树脂是由单体苯乙烯和交联剂对二乙烯基苯聚合后再经            反应得到的。自来水与该离子交换树脂交换作用后显          （填“酸性”、“碱性”或“中性”）。

（6）中国《生活用水卫生标准》中规定，水的总硬度不能过大。如果硬度过大，饮用后对人体健康与日常生活有一定影响。暂时硬水的硬度是由       （填阴离子符号）引起的，经      （填操作名称）后可被去掉。永久硬水的硬度可由离子交换法去掉。

从海水提取镁和溴的流程如下，请回答相关问题。
（1）从海水中提取镁的流程如下图所示（框图中是主要产物）：

i.海水进入沉淀池前，对海水进行处理有以下两种方案：
方案一：将晒盐后的卤水通入沉淀池；
方案二：将加热蒸发浓缩后的海水通入沉淀池。
你认为方案________更合理，理由是_________________________________________。
ii.反应①的离子方程是________________________________________________。
反应②的化学方程式是_______________________________________________。
（2）从海水中提取溴的流程如下图所示（框图中是主要产物）：

i.过程①中，加入的试剂是___________。
ii.过程②中，向混合液中吹入热空气，将溴吹出，用纯碱吸收，吹入热空气的目的是______________________________________________________________________。
iii.过程③中反应的化学方程式是____________________________________________。
iv.若最终得到的溴单质中仍然混有少量的Cl2，则除去该杂质的方法是__________________________________________________（结合离子方程式回答）。

我国有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出):

请填写下列空白:
(1)已知0.5 mol甲烷和0.5 mol水蒸气在t℃、p kPa时,完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气),吸收了a kJ热量。该反应的热化学方程式是　　　　　　。 
(2)上述流程中,工业上分离H2、CO2合理的方法是　　　。 

A．混合气先通入氢氧化钠溶液,再在溶液中加入盐酸
B．混合气加压冷却,使CO2液化
C．混合气用氨水洗涤
D．混合气先通入石灰浆中,然后高温煅烧固体
(3)为了保证顺利合成氨气,在空气进入合成塔之前必须对空气进行　　　　,目的是　　　　;在合成氨的实际生产过程中,常采取将生成的氨从混合气体中分离出来,分离出氨的方法:　　　　。 
(4)合理地利用资源不仅可以提高经济效益,也是对社会、对全人类负责的表现,请用线段和箭头画出图中的两处合理利用资源情况。

钨是我国丰产元素，是熔点最高的金属，广泛用于拉制灯泡的灯丝，有“光明使者”的美誉。钨在自然界主要以钨（+6价）酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。白钨矿的主要成分是钨酸钙（CaWO4）；黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成（Fe．Mn）WO4。黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法：

其中A、B、C都是钨的化合物。回答：
（1）碱熔时，钨酸亚铁转化为氧化铁和钨酸钠，写出相应反应的化学方程式____。
（2）操作2的名称是      ，实验室中证明沉淀B是否洗净的方法是          ；实验室中焙烧需要的主要仪器有____；
（3）写出用氢气还原氧化钨制取金属钨的化学方程式；              ；为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨，不宜用碳而必须用氢气作还原剂，因为____。
（4）某种蓝色氧化钨的化学式可以表示为WO2.8，一般认为，蓝色氧化钨的颜色和非整比暗示了在化合物中存在五价和六价两种价态的钨。则蓝色氧化钨中这五价钨与六价钨的原子数目之比为   ：_  ___。

我国及美国、日本等国家都已研制出一种陶瓷柴油机，这种柴油机的发动机部件的受热面是用一种耐高温且不易传热的材料来制造的，这种材料是(　　)。

A．氧化铝陶瓷 B．氮化硅陶瓷
C．光导纤维 D．玻璃钢

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