题目内容

(15分)【化学——化学与技术】
(1)火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用如图所示的工艺流程生产硫酸。

请回答下列问题:
①为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装______________(填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管,其作用是__________________________。
②为使硫黄充分燃烧,经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%。为提高SO2转化率,经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍,则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为________。假设接触室中SO2的转化率为95%,b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为________。(空气中氧气的体积分数按0.2计),该尾气的处理方法是____________________________________________。
③与以硫铁矿为原料的生产工艺相比,该工艺的特点是________。
A.耗氧量减少        B.二氧化硫的转化率提高
C.产生的废气减少    D.不需要使用催化剂
(2)硫酸的用途非常广泛,可应用于下列哪些方面________(可多选)。
A.橡胶的硫化        B.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C.铅蓄电池的生产    D.过磷酸钙的制备
(3)矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石,可有效减少煤燃烧时SO2的排放,请写出此脱硫过程中反应的化学方程式__________________________________________、______________________________、___________________________________________。

(15分)
(1)①热交换器(1分) 使浓H2SO4与SO3充分接触(1分)
②6∶5(2分) 0.41% (2分)用氨水吸收(2分) ③A(2分)
(2)BCD(2分)
(3) CaCO3===CaO+CO2↑   SO2+CaO===CaSO3 2CaSO3+O2===2CaSO4(3分)

解析试题分析:(1)①SO2与O2的反应为放热反应,为了充分利用能量,应安装热交换器;吸引塔中填充许多瓷管,增大三氧化硫与浓硫酸的接触面,有利于三氧化硫的吸收。
②燃烧室中的反应为S+O2SO2,假设SO2的体积为x,则流量计1中通入氧气的体积为1.5x,接触室中的反应为2SO2 +O22SO3,则流量计2中通入氧气的体积为1.25x;流量计1中通入空气的体积为7.5x,流量计2中通入空气的体积为6.25x,故流经流量计1和流量计2的空气体积比应为7.5x∶6.25x=6∶5;燃烧室剩余空气6.5x,接触室剩余空气6.25x-x=5.775x,剩余SO2为0.05x,故b管尾气中SO2的体积分数为0.41%;SO2为酸性氧化物,可以用碱液(如氨水)吸收。
③硫铁矿中铁的氧化需要消耗O2,A项正确;原料选择与SO2的转化率无关,B项错误;用硫铁矿为原料产生的废渣较多,但废气量相同,C项错误;用SO2制取SO3的过程中都需要使用催化剂,D项错误。
(2)橡胶硫化所用到的为单质硫,A项错误;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,B项正确;铅蓄电池中需要用到硫酸和硫酸铅,C项正确;过磷酸钙的制取过程中需要浓硫酸和磷矿石,D项正确。
(3)CaCO3高温分解生成CO2和CaO,SO2为酸性氧化物,可以和碱性氧化物CaO反应生成CaSO3,而CaSO3易被氧化为CaSO4,所以发生反应的化学方程式为:CaCO3===CaO+CO2↑   SO2+CaO===CaSO3 2CaSO3+O2===2CaSO4
考点:本题考查工业制取硫酸的方法、化学计算、物质的用途、化学方程式的书写。

练习册系列答案
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