硫酸是工业生产中重要的产品之一.以黄铁矿为原料生产硫酸的简单流程如图所示．请填写下列空白:(1)黄铁矿燃烧生成SO2的化学方程式为4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2．(2)为充分利用反应放出的热量.接触室中应安装热交换器,吸收塔中填充有许多瓷管.其作用为增大二氧化硫与浓硫酸的接触面积.有� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

12．硫酸是工业生产中重要的产品之一，以黄铁矿为原料生产硫酸的简单流程如图所示．

请填写下列空白：
（1）黄铁矿燃烧生成SO₂的化学方程式为4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂．
（2）为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装热交换器（填设备名称）；吸收塔中填充有许多瓷管，其作用为增大二氧化硫与浓硫酸的接触面积，有利于二氧化硫的吸收．
（3）为使黄铁矿煅烧充分，常通入过量40%的空气，则煅烧后炉气中SO₂的体积分数为0.11（设空气中氧气的体积分数为0.20）；将上述炉气经净化除尘后直接送入接触室，流量为1.00m³•s^-1，从接触室导出气体的流量为0.95m³•s^-1（同温同压下测定），则SO₂的转化率为92.5%．
（4）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO₂和铵盐．SO₂既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br₂．SO₂吸收Br₂的离子方程式为SO₂+Br₂+2H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-．
（5）硫酸的用途非常广泛，可应用于bcd（可多选）．
a．橡胶的硫化 b．过磷酸钙的制备
c．铅蓄电池的生产 d．表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成．

分析（1）黄铁矿燃烧生成SO₂，还生成氧化铁，结合原子、电子守恒书写方程式；
（2）充分利用反应放出的热量，需要热交换器；吸收塔中填充有许多瓷管可增大吸收时接触面积；
（3）发生反应：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，设生成8molSO₂，则参加反应的氧气11mol，进而计算实际通入的O₂物质的量，再计算空气中氮气的物质的量、剩余氧气物质的量，进而计算二氧化硫的体积分数；
接触室中发生反应：O₂+2SO₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$2SO₃，设进入接触室的气体体积为1L，由流量关系可知，从接触室导出气体为0.95L，根据气体体积差量，利用差量法计算参加反应二氧化硫的体积，进而计算二氧化硫的转化率；
（4）SO₂吸收Br₂反应生成硫酸和HBr；
（5）硫酸可用于物质的制备、合成，也可作电解质．

解答解：（1）黄铁矿燃烧生成SO₂，还生成氧化铁，由原子、电子守恒可知方程式为4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，故答案为：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂；
（2）为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装热交换器，吸收塔中填充有许多瓷管，其作用为增大二氧化硫与浓硫酸的接触面积，有利于二氧化硫的吸收，
故答案为：热交换器；增大二氧化硫与浓硫酸的接触面积，有利于二氧化硫的吸收；
（3）发生反应：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，设生成8molSO₂，则参加反应的氧气11mol，实际通入的O₂为（1+40%）×11mol=15.4mol，所以空气中氮气为4×15.4mol=61.6mol，剩余氧气为15.4mol-11mol=4.4mol，则煅烧后炉气中SO₂的体积分数为$\frac{8mol}{8mol+4.4mol+61.6mol}$=0.11；
接触室中发生反应O₂+2SO₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$2SO₃，设进入接触室的气体体积为1L，由流量关系可知，从接触室导出气体为0.95L，气体体积减小量=1L-0.95L=0.05L，由方程式可知有2体积二氧化硫反应，气体总体积减小1体积，故参加反应的二氧化硫为0.05L×2=0.1L，进入接触室的气体中体SO₂的积为1L×$\frac{8mol}{8mol+4.4mol+61.6mol}$=0.108L，故二氧化硫的转化率为$\frac{0.1L}{0.108L}$×100%=92.5%，
故答案为：0.11；92.5%；
（4）SO₂吸收Br₂的离子方程式为SO₂+Br₂+2H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-，故答案为：SO₂+Br₂+2H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-；
（5）a．橡胶硫化所用到的为单质硫，故错误；
b．过磷酸钙的制取过程中需要浓硫酸和磷矿石，故正确；
c．铅蓄电池中需要用到硫酸和硫酸铅，故正确；
d．烷基苯磺酸钠中含有磺酸基，制取过程中需要发生磺化反应，故正确；
故答案为：bcd．

点评本题考查硫酸工业及硫酸的制备，为2015年高考题，把握制备浓硫酸的工艺流程及设备的作用、发生的化学反应为解答的关键，题目难度中等．

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	A．	PX分子中既含σ键又含π键
	B．	PTA是该反应的氧化产物
	C．	PTA与乙二醇通过加聚反应即可生产PET塑料
	D．	该反应每消耗1molPX，共转移12N_A个电子（N_A为阿伏伽德罗常数）

3．有机物A是配制酸奶常用的食用香料，以它为原料制备高分子M即（C₄H₆O）_n和 N即

的合成路线如图所示：

已知：ⅰ．1mol A充分燃烧，生成物的总质量比A增加160g．
ⅱ．RCH=CHOH不稳定，易转化为RCH₂CHO
ⅲ．

请按要求回答下列问题：
（1）反应⑤的反应类型：加聚反应；B的分子式：C₄H₁₀O₂．
A所含官能团名称：羟基、羰基；A的所有含羧基的同分异构体的结构简式：（CH₃）₂CHCOOH、CH₃CH₂CH₂COOH．M的结构简式：

．
（2）反应⑥的化学方程式：

．
（3）X是比C少一个CH₂原子团的同系物，写出X发生银镜反应的化学方程式：HCHO+2Ag（NH₃）₂OH$\stackrel{△}{→}$ HCOONH₄+2Ag↓+3NH₃+H₂O．
（4）完善⑦中历经的一系列变化（方框内填写原料、目标产物或中间产物的结构简式，箭头上或下填写反应所需试剂和反应条件）：

20．室温下，将0.2mol•L^-1的一元酸HA和0.1mol•L^-1的NaOH溶液等体积混合后，溶液显碱性，下列说法不正确的是（　　）

	A．	0.1mol•L^-1 HA溶液与0.1 mol•L^-1的NaOH溶液中，水电离出来的c（H⁺）相等
	B．	混合后溶液中：c（HA）＞c（Na⁺）＞c（A^-）＞c（OH^-）
	C．	混合后溶液中：c（A^-）+c（HA）=0.2 mol•L^-1
	D．	混合后溶液中：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（A^-）+c（OH^-）

7．过氧乙酸（

）是一种高效消毒剂，具有很强的氧化性和腐蚀性，它可由冰醋酸与过氧化氢在一定条件下制得；它可以迅速杀灭多种微生物，包括多种病毒、细菌和真菌．下列有关过氧乙酸的叙述中不正确的是（　　）

	A．	过氧乙酸溶液与碳酸钙反应能产生二氧化碳气体
	B．	过氧乙酸与乙醇能发生酯化反应
	C．	过氧乙酸与羟基乙酸（HOCH₂COOH）互为同分异构体
	D．	由过氧化氢与醋酸制取过氧乙酸的反应属于氧化还原反应

17．丙烯（CH₃-CH═CH₂）是乙烯的同系物，丙烯分子中在同一平面上的原子最多有7个，丙烯与HBr发生加成反应的产物的结构简式为CH₃-CHBr-CH₃，CH₃-CH₂-CH₂Br．

4．分子式为C₃H₈O的液态有机物A 1mol，与足量的金属钠作用，生成标准状况下的氢气11.2L，则A分子中必含有1个羟基（填官能团的名称），若该官能团位于碳链的一端，则A的结构简式为CH₃CH₂CH₂OH，A在铜作催化剂时，与氧气共热，可以生成B，写出B的结构简式CH₃CH₂CHO．

C₉₉H₂₀₀

CH₃COOCH₂CH₃

2．钒（₂₃V）是我国的丰产元素，广泛用于催化及钢铁工业．
回答下列问题：
（1）钒在元素周期表中的位置为第4周期ⅤB族，其价层电子排布图为

．
（2）钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示．晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为4、2．
（3）V₂O₅常用作SO₂转化为SO₃的催化剂．SO₂分子中S原子价层电子对数是3对，分子的立体构型为V形；SO₃气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为sp²；SO₃的三聚体环状结构如图2所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为sp³；该结构中S-O键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约160pm，较短的键为a（填图2中字母），该分子中含有12个σ键．

（4）V₂O₅溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠（Na₃VO₄），该盐阴离子的立体构型为正四面体；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图3所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为NaVO₃．

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