题目内容

【题目】工业制硫酸的尾气中含有一定量SO2,处理尾气的手段除了氨吸收法以外还有以下几种方法。

(一)工业实际吸收过程中,第Ⅰ步常采用浓苛性钠溶液吸收为其中的SO2,然后向生成溶液中加入熟石灰,充分反应后将生成产物分离后再经氟化后制得产品A。

(1)产品A是_______(填化学式)。

(2)有人提出将第一步中的浓苛性钠溶液换成同温度下饱和Ca(OH)2溶液直接制得产品CaSO3,你认为是否可行?_______(填“可以”、“不可以”或“不确定”)原因是_______。

(二)制备MnSO4H2O:SO2还原MnO2矿制备MnSO4H2O,过程如下:

己知25℃时部分物质的溶度积常数如下表:

物质

Mn(OH)2

Fe(OH)3

Cu(OH)2

MnS

FeS

CuS

溶度积

2.1×10-13

4.0× 10-38

2.2×10-23

1.0×10-11

6.3×10-18

6.3×10-38

(3)还原时,若尾气中SO2含量为4.48%,除去标况下lm3尾气至少需要含锰质量分数为55%的MnO2 矿粉_______g。

(4)除铁时加入碳酸钙,发生的反应的离子反应方程式为_____________________。

(5)试剂A最好是______________(写化学式)。

(6)操作I的名称为_________________。MnSO4H2O在1150℃高温下易分解,产物是Mn3O4、含硫化合物、水,在该条件下硫酸锰晶体分解反应的化学方程式是________________。

【答案】 CaSO4 不可以 Ca(OH)2在水中溶解度较小。c(OH-)太低,吸收效率不高 200 2Fe3++3H2O+3CaCO3=2 Fe(OH)3↓+3CO2↑+3Ca2+(或2Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ 2H++3CaCO3=Ca2++CO2↑+H2O) MnS 蒸发浓缩,冷却结晶 3MnSO4·H2OMn3O4+SO2↑+2SO3↑+3H2O

【解析】试题分析:(一)(1)采用浓苛性钠溶液吸收为其中的SO2,然后向生成溶液中加入熟石灰,充分反应后产物是亚硫酸钙,分离后再经氧化后制得硫酸钙;
(2)浓苛性钠溶液换成同温度下饱和Ca(OH)2溶液直接制得产品CaSO3时,氢氧化钙溶解度较小,吸收二氧化硫的效率不高;
(二)根据制备MnSO4H2O的原理和流程,SO2还原MnO2矿制备MnSO4H2O;
(3)根据化学方程式分析计算;
(4)加入的碳酸钙是为了和氢离子反应使溶液PH升高到6.5,使三价铁离子水解生成氢氧化铁;(5)一种沉淀易转化为更难溶的沉淀,利用沉淀转化除重金属离子;
(6)依据流程分析,操作I是对得到的硫酸锰溶液结晶析出,方法为蒸发溶剂浓缩冷却结晶; MnSO4H2O在1150℃高温下易分解,产物是Mn3O4、含硫化合物、水,依据化合价的升降相同,原子守恒书写化学方程式;
解析:(一)(1)流程发生的反应是二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠,亚硫酸钠和氢氧化钙反应生成亚硫酸钙,亚硫酸钙被氧气氧化为硫酸钙,化学式为:CaSO4;

(2)将第一步中的浓苛性钠溶液换成同温度下饱和Ca(OH)2溶液直接制得产品CaSO3,由于氢氧化钙溶解度小对二氧化硫吸收不完全,所以不可以;

(二)(3)lm3尾气含有SO2,1000L×4.48%÷22.4L/mol=2mol;需要含锰质量分数为55%的MnO2 矿粉xg

X=200g
(4)除铁发生的反应是利用铁离子在PH=6.5时全部沉淀除去,三价铁离子水解生成氢氧化铁和氢离子,加入碳酸钙会和氢离子反应,使PH升高到6.5,所以反应的离子反应方程式为:2Fe3++3H2O+3CaCO3=2Fe(OH)3↓+3CO2↑+3Ca2+;

练习册系列答案
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实验原理:2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑

实验装置:按如图所示组装好的装置,检查气密性后,向三颈烧瓶A中加入16.76g无水FeCl3和22.5g氯苯。

回答下列问题:

(1)利用工业氮气(含有H2O、O2、CO2)制取纯净干燥的氮气。

①请从下列装置中选择必要的装置,确定其合理的连接顺序:a→________→上图中的j口(按气流方向,用小写字母表示)。

②实验完成后通入氮气的主要目的是________。

(2)装置C中的试剂是________(填试剂名称),其作用是________。

(3)启动搅拌器,在约126℃条件下剧烈搅拌30min,物料变成黑色泥状。加热装置A最好选用__(填字母)。

a.酒精灯 b.水浴锅 c.电磁炉 d.油浴锅

(4)继续升温,在128~139℃条件下加热2h,混合物颜色逐渐变浅,黏度降低。该步骤中加热温度已经接近或超过氯苯沸点,但氯苯实际损失量却非常小,其原因是________。

(5)继续加热1h后放置冷却,在隔绝空气条件下过滤出固体,用洗涤剂多次洗涤所得固体,置于真空中干燥,得到成品。若D中所得溶液恰好与25mL2.0mol·L-1NaOH溶液完全反应,则该实验中FeCl2的产率约为________(保留3位有效数字)。

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