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
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