摘要:28. 工业上生产硫酸.其中重要的一步反应是: (1)生产中为同时提高反应速率和SO2的转化率.下列措施可行的是 . A.向装置中充入过量的SO2 B.向装置中充入过量的O2 C.使用更高效的催化剂 D.升高温度 (2)在某温度时.10L密闭容器中充入4 mol SO2和2 mol O2.10 min后达平衡.并放出352.8 kJ热量.此时SO2的转化率是 , mol/.平衡常数K= . (3)硫酸工业尾气中二氧化硫含量超过0.055%时需要加以处理后才能排放.现用右图所示装置测定尾气中SO2的含量.当通入尾气11.2 L时.碘水恰好褪色.通过计算用数字说明该尾气能否直接排放 . (已知:)

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硫酸盐在生产生活中有广泛应用.
Ⅰ.工业上以重晶石(主要成分BaSO4)为原料制备BaCl2,其工艺流程示意图如图1所示:

某研究小组查阅资料得:
BaSO4(s)+4C(s)
 高温 
.
 
4CO(g)+BaS(s)△H1=+571.2kJ?mol-1       ①
BaSO4(s)+2C(s)
 高温 
.
 
2CO2(g)+BaS(s)△H2=+226.2kJ?mol-1      ②
(1)用过量NaOH溶液吸收气体,得到硫化钠.该反应的离子方程式是
H2S+2OH-═2S2-+H2O
H2S+2OH-═2S2-+H2O
.S2-+H2O?HS-+OH-;HS-+H2O
高温
H2S+OH-
(2)反应C(s)+CO2(g)═2CO(g)的△H=
+172.5 kJ?mol-1
+172.5 kJ?mol-1
.
(3)实际生产中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的有两个
①从原料角度看,
使BaSO4得到充分的还原,提高BaS的产量
使BaSO4得到充分的还原,提高BaS的产量
;
②从能量角度看,①②为吸热反应,炭和氧气反应放热维持反应所需高温.
(4)该小组同学想对BaSO4在水中的沉淀溶解平衡做进一步研究,查资料发现在某温度时BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图2所示.
该小组同学提出以下四种观点:
①当向含有SO42-的溶液中加入Ba2+使SO42-沉淀
完全,则此时SO42-在溶液中的浓度为0
②加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
③通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
④d点无BaSO4沉淀生成
其中正确的是
④
④
(填序号).
Ⅱ.某燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构如图3所示,电池总反应可表示为2H2+O2═2H2O.
请回答:
(5)H+由
a
a
极通过固体酸电解质传递到另一极(填a或者b).
(6)b极上发生的电极反应是
O2+4e-+4H+═2H2O
O2+4e-+4H+═2H2O
.
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(12分)硫酸在国民经济中占有极其重要的地位,下图是工业接触法制硫酸的简单流程图,试回答下列有关问题.

(1)在实际生产过程中,进入接触室的气体中O2的体积分数是SO2体积分数的1.5倍,其原因是               

(2)在硫酸工业生产中,为了有利于SO2的转化,且能充分利用热能,采用了中间有热交换器的接触室。按此密闭体系中气体的流向,则在B处流出的气体(除N2外)为            ;

(3)工业上生产硫酸时,利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤。压强及温度对SO2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:SO2 7%,O2 11%,N2 82%):

    压强/MPa

温度/℃

0.1

0.5

1

10

400

99.2%

99.6%

99.7%

99.9%

500

93.5%

96.9%

97.8%

99.3%

600

73.7%

85.8%

89.5%

96.4%

①已知SO2的氧化是放热反应,如何利用表中数据推断此结论?

                    ;

②在400-500℃时,SO2的催化氧化采用常压而不是高压,主要原因是:               ;

(4)选择适应的催化剂,是否可以提高SO2的转化率?    ;是否可以增大该反应所放出的热量?     (填“是” 或“否”);

(5)若用浓硫酸吸收SO3可以得到H2SO4·SO3。用1000g 98 % 的H2SO4充分吸收SO3后,再进行稀释,可以得到98% 的硫酸的质量是                。

 

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