Question

【題目】【化學(xué)-選修2：化學(xué)與技術(shù)】印尼火山噴發(fā)不僅帶來壯觀的美景，還給附近的居民帶來物質(zhì)財(cái)富，有許多居民冒著生命危險(xiǎn)在底部的火山口收集純硫磺塊來賺取豐厚收入。硫磺可用于生產(chǎn)化工原料硫酸。某工廠用如圖所示的工藝流程生產(chǎn)硫酸：

請(qǐng)回答下列問題：

（1）為充分利用反應(yīng)放出的熱量，接觸室中應(yīng)安裝 （填設(shè)備名稱）．吸收塔中填充有許多瓷管，其作用是 。

（2）為使硫磺充分燃燒，經(jīng)流量計(jì)1通入燃燒室的氧氣過量50%，為提高SO2轉(zhuǎn)化率，經(jīng)流量計(jì)2的氧氣量為接觸室中二氧化硫完全氧化時(shí)理論需氧量的2.5倍，則生產(chǎn)過程中流經(jīng)流量計(jì)1和流量計(jì)2的空氣體積比應(yīng)為 。假設(shè)接觸室中SO2的轉(zhuǎn)化率為95%，b管排出的尾氣中二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)為 （空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)按0.2計(jì)），該尾氣的處理方法是 。

（3）與以硫鐵礦為原料的生產(chǎn)工藝相比，該工藝的特點(diǎn)是 （可多選）。

A．耗氧量減少 B．二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高 C．產(chǎn)生的廢渣減少 D．不需要使用催化劑

（4）硫酸的用途非常廣，可應(yīng)用于下列哪些方面 。

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

（5）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(shí)SO2的排放，請(qǐng)寫出此脫硫過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

Answer 1

【答案】（1）熱交換器；使?jié)釮2SO4與SO3充分接觸 （2）6：5；0．41%；用氨水吸收；（3）AC

（4）BCD （5）CaCO3CaO+CO2↑、SO2+CaOCaSO3、2CaSO3+O2═2CaSO4

【解析】

試題分析：（1）①接觸室中進(jìn)行的反應(yīng)為SO2的催化氧化，為放熱反應(yīng)，使用熱交換器可以充分利用反應(yīng)放出的熱量，對(duì)原料氣進(jìn)行預(yù)熱。吸收塔中填充瓷管的作用是增加接觸面積，使?jié)釮2SO4與SO3充分接觸；

（2）燃燒室中的反應(yīng)為S+O2SO2，假設(shè)SO2的體積為x，則流量計(jì)1中通入氧氣的體積為1.5x，接觸室中的反應(yīng)為2SO2+O22SO3，則流量計(jì)2中通入氧氣的體積為1.25x；流量計(jì)1中通入空氣的體積為7.5x，流量計(jì)2中通入空氣的體積為6.25x，故流經(jīng)流量計(jì)1和流量計(jì)2的空氣體積比應(yīng)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?jǐn)?shù)為0.41%；硫酸工業(yè)中，尾氣SO2用氨水吸收，再用硫酸處理：SO2＋2NH3＋H2O＝（NH4)2SO3，（NH4)2SO3＋H2SO4＝（NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O。生成的（NH4)2SO4可作肥料；

（3）硫鐵礦的含硫成分為FeS2，硫元素被氧化生成SO2的同時(shí)，鐵元素也被氧化生成Fe2O3（廢渣)，與硫黃直接燃燒相比，耗氧量增加，產(chǎn)生的廢渣也增加。答案選AC；

（4）橡膠的硫化是采用硫黃；合成烷基苯磺酸鈉需要先合成烷基苯磺酸，而烷基苯磺酸通過烷基苯與濃硫酸的磺化反應(yīng)生成；鉛蓄電池用硫酸作為電解質(zhì)溶液；過磷酸鈣通過磷酸鈣與硫酸反應(yīng)制得。答案選BCD；

（5）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(yīng)生成CaSO3，而CaSO3易被氧化為CaSO4，所以發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCO3CaO+CO2↑，SO2+CaO═CaSO3，2CaSO3+O2═2CaSO4。