题目内容

8.工业上制备硫酸常用接触法,工业上制硝酸常用氨的催化氧化法.下列关于工业上制硫酸与硝酸的说法中不正确的是(  )
A.在沸腾炉中进行的反应为:4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2
B.工业上制硫酸与硝酸都用到同一工艺设备:吸收塔
C.硫酸工业、硝酸工业都需要对工业尾气进行处理
D.工业上制备硫酸和制硝酸涉及的反应都属于氧化还原反应

分析 A.根据工业上制备硫酸常用接触法,制硫酸的原料为硫铁矿、空气和98.3%的硫酸等,在沸腾炉在、接触室中进行的反应分析;
B.工业上生产硫酸与硝酸时,用到的相同的重要设备是触媒室(催化装置)和吸收塔,制硫酸用到接触室二氧化硫氧化为三氧化硫,吸收塔是吸收三氧化硫,制硝酸时氨气的催化氧化需在氧化炉中催化氧化,吸收塔是吸收二氧化氮;
C.工业制硫酸、硝酸,会生成二氧化硫、三氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等酸性气体,而且这些气体都有毒,需对其进行尾气处理;
D.据元素的化合价分析.

解答 解:A.在沸腾炉中进行的反应为4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2,在接触室中进行的反应为2SO2+O2 $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$ 2SO3,故A正确;
B.制硫酸用到接触室二氧化硫氧化为三氧化硫,吸收三氧化硫在吸收塔,制硝酸时氨气的催化氧化需在氧化炉中催化氧化,得到的二氧化氮在吸收塔中吸收,故工业上制硫酸与硝酸都用到同一工艺设备是吸收塔,故B正确;
C.工业制硫酸、硝酸,会生成二氧化硫、三氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等酸性气体,而且这些气体都有毒,需对其进行尾气处理,故C正确;
D.工业上制备硫酸中SO3+H2O=H2SO4的反应中没有元素的化合价发生变化,故不是氧化还原反应,故D错误,
故选D.

点评 本题考查了硫酸工业、硝酸工业的有关问题,涉及环境保护,三氧化硫的吸收,题目难度不大,注意掌握生产硫酸的原理及流程.

练习册系列答案
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3.以黄铁矿为原料,采用接触法生产硫酸的流程可简示如图1:

请回答下列问题:
(1)在炉气制造中,生成SO2的化学方程式为4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe2O3+8SO2
(2)炉气精制的作用是将含SO2的炉气除尘、水洗和干燥,如果炉气不经过精制,对SO2催化氧化的影响是砷、硒等化合物会使催化剂中毒,水蒸气对设备和生产有不良影响;
(3)精制炉气(含SO2体积分数为7%、O2为11%、N2为82%)中SO2平衡转化率与温度及压强关系如图2所示.在实际生产中,SO2催化氧化反应的条件选择常压、450℃左右(对应图中A点),而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件,其原因分别是不选择B点,因为压强越大对设备的投资大,消耗的动能大,SO2原料的转化率已是97%左右,再提高压强,SO2的转化率提高的余地很小,所以采用1个大气压、不选择C点,因为温度越低,SO2转化率虽然更高,但催化作用受影响,450℃时,催化剂的催化效率最高,故不选C点;
(4)在SO2催化氧化设备中设置热交换器的目的是利用反应放出的热量预热原料气,上层反应气经热交换器温度降到400~500℃进入下层使反应更加完全,从而充分利用能源.
(5)以黄铁矿为原料,用接触法制硫酸.黄抶矿煅烧时FeS2的利用率为90%,SO2的转化率为95%,SO2吸收为
H2SO4时的损耗率为2%.现有含70% FeS2的黄铁矿1t,可生产98%的硫酸多少0.978t.

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