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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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

【答案】

（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

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请回答下列问题：

（1）写出FeS₂与氧气反应的化学方程式：____________________________。

（2）从乙装置中出来的气体有__________________________________________。

（3）写出上图丙装置的作用__________________________________________。

（4）在装置乙的反应器内要求氧气的量要比二氧化硫的量多一倍左右，实验时你是如何控制与估计的？____________________________。

（5）接触法制硫酸过程中，若反应热都未被利用，则每生产1 000 g 98%硫酸需要吸收3.6×10² kJ能量。若反应2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）；ΔH=-98.3 kJ·mol^-1的热量能在生产过程中得到充分利用（其他反应热不计），则每生产1 000 g 98%硫酸只需外界提供（或可向外界输出）__________________kJ能量。

（6）本实验增加丁装置的目的是为了探究____________________________。

（7）本实验设计还存在的较明显缺陷是_______________________________。

工业上制硫酸的设备分为三大部分，一是沸腾炉、二是接触室、三是吸收塔；仿照工业上制备硫酸的流程设计出下面的装置，以探究有关问题。

请回答下列问题：

(1)写出FeS₂与氧气反应的化学方程式：_______________。

(2)从乙装置中出来的气体有_______________。

(3)写出上图丙装置的作用______________________________。

(4)在装置乙的反应器内要求氧气的量要比二氧化硫的量多一倍左右，实验时你是如何控制与估计的？_______________。

(5)接触法制硫酸过程中，若反应热都未被利用，则每生产1 000 g 98%硫酸需要吸收3.6×10² kJ能量。若反应2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)；ΔH=-98.3 kJ·mol^-1的热量能在生产过程中得到充分利用(其他反应热不计)，则每生产1 000 g 98%硫酸只需外界提供(或可向外界输出)_______________kJ能量。

(6)本实验增加丁装置的目的是为了探究______________________________。

(7)本实验设计还存在的较明显缺陷是______________________________。

Na₃AlF₆不溶于水，可用作胃毒性和触杀性杀虫剂，搪瓷乳白剂、树脂橡胶的耐磨填充剂，并广泛应用于铝的冶炼。工业上生产Na₃AlF₆的流程如下

试结合生产流程回答下列问题
(1)煅烧时总反应的化学方程式为____________________。
(2)煅烧后的固体在浸取前进行粉碎的目的是____________，为达到相同目的，常温浸取时还可采取的措施是____________。
(3)97.5 kg含CaF₂ 80%氟石（杂质不含氟元素）理论上可生产Na₃AlF₆______kg（设生产过程中的每一步含氟物质均完全转化）。
(4)在按化学计量加入硫酸铝溶液前，需先用________将NaF(aq)的pH下调至5左右，否则可能产生的副产物为________。
(5)在铝的冶炼中，Na₃AlF₆是一种助熔剂，能使Al₂O₃在1000℃左右熔融，并可增强体系的导电性。下列有关Na₃AlF₆性质的叙述不正确的是________。
a．Na₃AlF₆在水中不存在沉淀溶解平衡
b．Na₃AlF₆是离子化合物
c．Na₃AlF₆热稳定性强
d．Na₃AlF₆是一种非电解质

工业上制硫酸的设备分为三大部分，一是沸腾炉、二是接触室、三是吸收塔。在沸腾炉内二硫化亚铁与氧气发生反应，生成二氧化硫；在接触室内有催化剂存在下二氧化硫进一步与氧气化合，生成三氧化硫;三氧化硫经吸收塔时，采用98.3%的浓硫酸吸收，使三氧化硫最终与水化合形成硫酸。

下面的装置是仿照工业上制备硫酸的流程设计出来的。

（1）写出二硫化亚铁与氧气反应的方程式：_______________________________________；

（2）图中甲、乙、丙、丁装置分别相当于工业生产制取硫酸中的_____________________；

（3）写出在催化剂表面所发生的反应的方程式：___________________________________；

（4）在乙反应器内要求氧气的量要比二氧化硫的量多一倍左右，该如何控制与估计？

__________________________________________________________；

（5）学生为了探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫而不用水，特用上述装置进行模拟实验。若丁装置在反应过程中先出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直都没有任何现象，产生这种现象的原因是：_______________；处理尾气的方法有：__________________________________。

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