13.(1)火山噴發(fā)所產(chǎn)生的硫磺可用于生產(chǎn)重要的化工原料硫酸.某企業(yè)用下圖所示的工藝流程生產(chǎn)硫酸:

請回答下列問題
①為充分利用反應放出的熱量,接觸室中應安裝熱交換器(填設備名稱).吸收塔中填充有許多瓷管,其作用是增加三氧化硫與濃硫酸的接觸面積,有利于三氧化硫的吸收.
②為使硫磺充分燃燒,經(jīng)流量計1通入燃燒室的氧氣過量50%.為提高SO2轉化率,經(jīng)流量計2的氧氣量為接觸室中二氧化硫完全氧化時理論需氧量的2.5倍,則生產(chǎn)過程中流經(jīng)流量計1和流量計2的空氣體積比應為6:5.假設接觸室中SO2的轉化率為95%,b管排出的尾氣中二氧化硫的體積分數(shù)為0.0041.(空氣中氧氣的體積分數(shù)按0.2計),該尾氣的處理方法是用氨水吸收.
③與以硫鐵礦為原料的生產(chǎn)工藝相比,該工藝的特點是A(可多選).
A.耗氧量減少       B.二氧化硫的轉化率提高
C.產(chǎn)生的廢氣減少                D.不需要使用催化劑
(2)硫酸的用途非常廣泛,可應用于下列哪些方面BCD(可多選).
A.橡膠的硫化                  B.表面活性劑“烷基苯磺酸鈉”的合成
C.鉛蓄電池的生產(chǎn)           D.過磷酸鈣的制備
(3)礦物燃料的燃燒是產(chǎn)生大氣中SO2的主要原因之一.在燃煤中加入適量的石灰石,可有效減少煤燃燒時SO2的排放,請寫出此脫硫過程中反應的化學方程式為:CaCO3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO2↑ SO2+CaO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaSO3 2CaSO3+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaSO4

分析 (1)①SO2與O2的反應為放熱反應,為了充分利用能量,應安裝熱交換器;增大三氧化硫與濃硫酸的接觸面,有利于三氧化硫的吸收;
②燃燒室中的反應為S+O2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$SO2,假設SO2的體積為x,則流量計1中通入氧氣的體積為1.5x,接觸室中的反應為2SO2+O2$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO3,則流量計2中通入氧氣的體積為1.25x;流量計1中通入空氣的體積為7.5x,流量計2中通入空氣的體積為6.25x,故流經(jīng)流量計1和流量計2的空氣體積比應為7.5x:6.25x=6:5;燃燒室剩余空氣6.5x,接觸室剩余空氣6.25x-x=5.775x,剩余SO2為0.05x,故b管尾氣中SO2的體積分數(shù)為0.41%;SO2為酸性氧化物,可以用堿性物質吸收;
③硫鐵礦為原料燃燒消耗的大量的氧氣,產(chǎn)生的廢渣較多,產(chǎn)生廢氣量相同,原料選擇與SO2的轉化率無關,據(jù)此分析解答;
(2)硫酸可以與苯發(fā)生磺化反應,制備“烷基苯磺酸鈉”;可以用來制備鉛蓄電池;可以與磷礦石反應制備過磷酸鈣,據(jù)此分析解答;
(3)碳酸鈣分解生成氧化鈣、氧化鈣與二氧化硫反應生成亞硫酸鈣,亞硫酸鈣不穩(wěn)定,被氧氣氧化生成硫酸鈣,所以在燃煤中加入適量的石灰石,可有效減少煤燃燒時SO2的排放.

解答 解:(1)①SO2與O2的反應為放熱反應,為了充分利用能量,應安裝熱交換器;吸引塔中填充許多瓷管,增大三氧化硫與濃硫酸的接觸面,有利于三氧化硫的吸收;
故答案為:熱交換器;增加三氧化硫與濃硫酸的接觸面積,有利于三氧化硫的吸收;
②燃燒室中的反應為S+O2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$SO2,假設SO2的體積為x,則流量計1中通入氧氣的體積為1.5x,接觸室中的反應為2SO2+O2$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO3,則流量計2中通入氧氣的體積為1.25x;流量計1中通入空氣的體積為7.5x,流量計2中通入空氣的體積為6.25x,故流經(jīng)流量計1和流量計2的空氣體積比應為7.5x:6.25x=6:5;燃燒室剩余空氣6.5x,接觸室剩余空氣6.25x-x=5.775x,剩余SO2為0.05x,故b管尾氣中SO2的體積分數(shù)為0.41%;SO2為酸性氧化物,可以用堿性物質吸收,所有可以用氨水吸收二氧化硫;
故答案為:6:5;0.0041;用氨水吸收;
③A.硫鐵礦中鐵的氧化需要消耗O2,故A正確;
B.原料選擇與SO2的轉化率無關,故B錯誤;
C.用硫鐵礦為原料產(chǎn)生的廢渣較多,但廢氣量相同,故C錯誤;
用SO2制取SO3的過程中都需要使用催化劑,故D錯誤;
故選:A;
(2)A.橡膠硫化所用到的為單質硫,故A錯誤;
B.烷基苯磺酸鈉中含有磺酸基,制取過程中需要發(fā)生磺化反應,故B正確;
C.鉛蓄電池中需要用到硫酸和硫酸鉛,故C正確;
D.過磷酸鈣的制取過程中需要濃硫酸和磷礦石,故D正確;
故選:BCD;
(3)CaCO3高溫分解生成CO2和CaO,SO2為酸性氧化物,可以和堿性氧化物CaO反應生成CaSO3,而CaSO3易被氧化為CaSO4,所以發(fā)生反應的化學方程式為:CaCO3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO2↑   SO2+CaO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaSO3 2CaSO3+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaSO4
故答案為:CaCO3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO2↑   SO2+CaO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaSO3 2CaSO3+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaSO4

點評 本題為工藝流程題,考查了硫酸的制備工藝及硫酸性質、用途,明確接觸法制備硫酸原理及硫酸的性質和用途是解題關鍵,注意鈣基固硫的方法,題目難度中等.

練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

3.在一硬質玻璃管中進行如圖所示的實驗,圖中A為NH4HCO3,B為Na2O2,C為Pt絲;石棉絨起隔離藥品的作用.充分反應后,發(fā)現(xiàn)錐形瓶內(nèi)出現(xiàn)紅棕色氣體,隨之又有白煙產(chǎn)生.
(1)C處(Pt為催化劑)發(fā)生反應的化學方程式是4NH3+5O2═4NO+6H2O
(2)若在NH4HCO3中預先加入適量的某種藥品,再充分反應,可使錐形瓶中僅出現(xiàn)紅棕色氣體而無白煙,這種藥品是b(填編號)
a、NaOH     b、NaHCO3     c、NH4Cl.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

4.化合物A是尿路結石的主要成分,屬于結晶水合物,可用X•nH2O表示.在一定條件下有如圖所示的轉化關系:

已知:①圖中的各字母代表的物質均由常見元素(原子序數(shù)≤20)組成,其中X由三種元素組成;A、D晶體中陰、陽離子個數(shù)比都是l:1;D中的陽離子與C分子有相同的電子數(shù),A中的陽離子與D中的陰離子的電子層結構相同.
②G、H是常見的氣體單質,E、K、L是常見的氣體化合物;E被人體吸入,會與血紅蛋白結合而使人中毒,K的大量排放是造成地球溫室效應的主要原因.
③反應b、c是重要的化工反應,I是一種重要的化工原料.
④轉化關系圖中的部分變化經(jīng)定量測定,得到如右圖所示的固體產(chǎn)物的質量分數(shù)[ω(%)]隨溫度[T(℃)]的變化曲線.
請回答下列問題:
(1)寫出A的化學式:CaC2O4•H2O,D陰離子的示意圖
(2)反應a的化學方程式為:CaC2O4$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaCO3+CO↑.
(3)寫出電解反應b的化學方程式,并標出電子轉移的方向和數(shù)目:
(4)K與G在一定條件下可生成多種物質,既可獲得經(jīng)濟效益,也可減少對環(huán)境的污染.若O是一種易揮發(fā)的液態(tài)燃料,有毒,誤飲5~10mL會導致雙目失明.則O的分子式為CH4O.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

1.表為元素周期表的一部分,請參照元素①~⑧在表中的位置,用化學用語回答下列問題:

(1)④、⑤、⑥的原子半徑由大到小的順序是Na>Al>O.
(2)②、③、⑦的最高價含氧酸的酸性由強到弱的順序是HNO3>H2CO3>H2SiO3
(3)①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含離子鍵又含極性共價鍵的化合物,寫出其中一種化合物的電子式:
(4)由表中兩種元素的原子按1:1組成的常見液態(tài)化合物的稀溶液易被催化分解,可使用的催化劑為(填序號)ab.
a.MnO2           b.FeCl3           c.Na2SO3            d.KMnO4
(5)由表中元素形成的常見物質X、Y、Z、M、N可發(fā)生以下反應:

X溶液與Y溶液反應的離子方程式為Al3++3NH3+3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;N→⑥的單質的化學方程式為2Al2O3(熔融)$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O2↑;常溫下,為使0.1mol/L M溶液中由M電離的陰、陽離子濃度相等,應向溶液中加入一定量的Y溶液至溶液的pH等于7.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

8.能源和環(huán)境保護是世界各國關注的熱點話題.請回答下列問題:
Ⅰ.目前“低碳經(jīng)濟”正成為科學家研究的主要課題.甲烷自熱重整是一種先進的制氫方法,其反應方程式為CH4(g)+H2O (g)=CO (g)+3H2(g).
閱讀下圖1,計算該反應的反應熱△H=+161.1kJ•mol-1

Ⅱ.收集和利用CO2是環(huán)境保護的熱點課題.
500℃時,在容積為1L的密閉容器中充入1mol CO2和3mol H2,發(fā)生如下反應:
CO2(g)+3H2 (g)=CH3OH (g)+H2O (g)△H<0,測得CO2和CH3OH的濃度與時間的關系如圖2所示.

(1)0~10min內(nèi)v(H2)=0.225 mol/(L.min),A點含義是該條件下反應3min時c(CO2)=c(CH3OH).該反應平衡常數(shù)表達式K=$\frac{c(C{H}_{3}OH).c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2}).{c}^{3}({H}_{2})}$.
(2)反應在500℃達到平衡后,改變反應溫度為T,CH3OH的濃度以每分鐘0.030mol/L逐漸增大,經(jīng)5min又達到新平衡.T<(填“>”、“<”或“=”)500℃,判斷理由是改變溫度,甲醇的濃度增大,說明平衡正向移動,因為該反應的正反應是放熱反應,則T<500℃.
(3)溫度為T時,反應達到平衡后,將反應容器的容積增大一倍.平衡向逆(填“正”或“逆”)反應方向移動,判斷理由是該反應的逆反應是氣體分子數(shù)增大的反應,增大容器容積,相當于減小壓強,平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動.
Ⅲ.電化學法處理SO2是目前研究的熱點.利用雙氧水吸收SO2可消除SO2污染,設計裝置如圖3所示.
(1)石墨1為負極(填“正極”或“負極”);正極的電極反應式為H2O2+2e-+2H+=2H2O.
(2)若11.2L(標準狀況)SO2參與反應,則遷移H+的物質的量為1mol.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

18.薩羅(Salol)是一種消毒劑,它的分子式為C13H10O3.其分子模型如圖1所示:

(圖1中球與球之間的連線代表化學鍵,如單鍵、雙鍵等).
(1)根據(jù)圖1模型寫出薩羅的結構簡式:
(2)薩羅經(jīng)水解、分離、提純可得到純凈的苯酚和水楊酸(鄰羥基苯甲酸).請設計一個方案,說明苯酚、碳酸、水楊酸的酸性依次增強(用化學方程式表示)
(3)同時符合下列四個要求的水楊酸的同分異構體共有2種.
①含苯環(huán);  ②能發(fā)生銀鏡反應,不能發(fā)生水解反應;  ③在稀NaOH溶液中,1mol該同分異構體能與2mol NaOH發(fā)生反應;  ④只能生成兩種一氯代產(chǎn)物.
(4)從(3)確定的同分異構體中任選一種,指定為圖2中的A.寫出下列兩個反應的化學方程式(有機物用結構簡式表示),并指明相應的反應類型.
①A→B;反應類型:加成反應.
②B+D→E;反應類型:酯化反應
(5)現(xiàn)有水楊酸和苯酚的混合物,它們的物質的量之和為n mol,該混合物完全燃燒消耗aL CO2,并生成bg H2O和c L CO2(氣體體積均為標準狀況下的體積).
①分別寫出水楊酸和苯酚完全燃燒的化學方程式(有機物可用分子式表示);C7H6O3+7O2$\stackrel{點燃}{→}$7CO2+3H2O,C6H6O+7O2$\stackrel{點燃}{→}$6CO2+3H2O.
②設混合物中水楊酸的物質的量為x mol,列出x的計算式.

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科目:高中化學 來源: 題型:多選題

5.下列物質按1﹕1反應的離子方程式正確的是( 。
A.二氧化碳與石灰水:CO2+OH-=HCO3-
B.氯化鐵和硫氫化鈉:2Fe3++2HS-=Fe2++2H++FeS↓+S↓
C.硫酸亞鐵銨和氫氧化鋇:2NH4++2OH-+Ba2++SO42-=2NH3•H2O+BaSO4
D.在酸性條件下亞硫酸鈉和硫化鈉:2SO32-+2S2-+8H+=3S↓+SO2↑+4H2O

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

2.某廢催化劑含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.50%的ZnS和12.8%的CuS及少量的Fe3O4.某同學用15.0g該廢催化劑為原料,回收鋅和銅.采用的實驗方案如下,回答下列問題:

已知:ZnS與稀硫酸反應,且化合價不變; CuS既不溶解于稀硫酸,也不與稀硫酸反應
(1)在下列裝置中,第一次浸出反應裝置最合理的D(填標號).

(2)濾液1中含有Fe2+,選用提供的試劑進行檢驗,檢驗方法如下:取少量濾液1,滴加高錳酸鉀溶液,若褪色,則證明有亞鐵離子.
(提供的試劑:稀鹽酸  KSCN溶液  KMnO4溶液   NaOH溶液  碘水)
(3)本實驗要用到抽濾,設所用的洗滌劑為X,抽濾洗滌沉淀的操作關小水龍頭,使洗滌劑x緩緩通過沉淀物.
(4)寫出第二次浸出的化學反應方程式CuS+H2O2+H2SO4=CuSO4+S+2H2O,向盛有濾渣1的反應器中加H2SO4和H2O2溶液,應先加H2SO4
(5)濾渣2的主要成分是SiO2、S.濃縮、結晶得到硫酸鋅晶體的主要儀器名稱是蒸發(fā)皿.
(6)某同學在實驗完成之后,得到1.50g CuSO4•5H2O,則銅的回收率為30%.

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

3.某500mL溶液中含0.1mo1 Fe2+、0.2mol Fe3+,加人0.2mol鐵粉.待Fe3+完全還原后.溶液中Fe2+的物質的量濃度為(假設反應前后體積不變)0.8mol/L.

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