工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行,即煅烧、催化氧化、吸收。请回答下列问题:

(1)煅烧黄铁矿形成的炉气必须经除尘、洗涤、干燥后进入           (填设备名称),其主要目的是                 。

(2)催化氧化所使用的催化剂钒触媒(V2O5)能加快 二氧化硫氧化速率,此过程中产生了一连串的中间体(如图1)

 

其中a、c二步反应的化学方程式可表示为:            、          。

(3)550℃时,SO2转化为SO3的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图2所示,

 

则:将2.0mol SO2和1.0mol O2置于5L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10M Pa,A与B表示不同压强下的SO2转化率,通常情况下工业生产中采用常压的原因是:        。

(4)为循环利用催化剂,科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,回收率达91.7%以上。已知废钒催化剂中含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣,查阅资料知:VOSO4可溶于水,V2O5难溶于水,NH4VO3难溶于水。该工艺的流程如图如下:

 

则反应①②③④中属于氧化还原反应的是           (填数字序号),反应①的离子方程式为                                        ,该工艺中反应③的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一,沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度。根据下图试建议控制氯化铵系数和温度:            、            。

 

 

能源、材料和信息是现代社会的三大“支柱”。

(1)目前,利用金属或合金储氢的研究已取得很大进展,下图是一种镍基合金储氢后的晶胞结构图。

 

① Ni原子的价电子排布式是               。

② 该合金储氢后,含1mol La的合金可吸附H2的数目为       。

(2)南师大结构化学实验室合成了一种多功能材料——对硝基苯酚水合物(化学式为C6H5NO3·1.5H2O)。实验表明,加热至94℃时该晶体能失去结晶水,由黄色变成鲜亮的红色,在空气中温度降低又变为黄色,具有可逆热色性;同时实验还表明它具有使激光倍频的二阶非线性光学性质。

①晶体中四种基本元素的电负性由大到小的顺序是               。

②对硝基苯酚水合物失去结晶水的过程中,破坏的微粒间作用力是        。

(3)科学家把NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体,已知其中阴离子与SO42-互为等电子体,且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构。该阴离子的电子式是       ,其中心原子N的杂化方式是     。

(4)在金刚石晶体的一个晶胞(如图1)中,含有        个碳原子。在二氧化硅晶体的一个晶胞中,含有      个化学键。原子晶体能否形成最密堆积结构,原因是                           。

(5)铁晶体的晶胞结构(如图2):若铁原子的半径是r cm,则铁的密度是     。

 

 

二氧化硫是硫的重要化合物,在生产、生活中有广泛应用。二氧化硫有毒,并且是形成酸雨的主要气体。无论是实验室制备还是工业生产,二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要。完成下列填空:

(1)实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。

 

如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,并希望能控制反应速度,上图中可选用的发生装置是         (填写字母)。

(2)若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L(标准状况)二氧化硫,至少需要称取亚硫酸钠       g(保留一位小数);如果已有4.0%亚硫酸钠(质量分数),被氧化成硫酸钠,则至少需称取该亚硫酸钠        g(保留一位小数)。

(3)实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。

石灰—石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。石灰-石膏法的吸收反应为:SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化,反应为2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4·2H2O。其流程如下图:

 

碱法的吸收反应为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如下图:

 

已知:

试剂

Ca(OH)2

NaOH

价格(元/kg)

0.36

2.9

吸收SO2的成本(元/mol)

0.027

0.232

 

石灰-石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是                  。和碱法相比,石灰-石膏法的优点是              ,缺点是                 。

(4)在石灰-石膏法和碱法的基础上,设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案(用流程图表示)。

 

 0  124876  124884  124890  124894  124900  124902  124906  124912  124914  124920  124926  124930  124932  124936  124942  124944  124950  124954  124956  124960  124962  124966  124968  124970  124971  124972  124974  124975  124976  124978  124980  124984  124986  124990  124992  124996  125002  125004  125010  125014  125016  125020  125026  125032  125034  125040  125044  125046  125052  125056  125062  125070  203614 

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