18．火山噴發(fā)產(chǎn)生的硫磺可用于上產(chǎn)生重要的化工原料硫酸，某企業(yè)用如圖2所示的工藝流程生產(chǎn)硫酸：

請回答下列問題
（1）硫酸的用途非常廣泛，可應(yīng)用于下列哪些BC（可多選）
A．過磷酸鈣的制備
B．表面活性劑“烷基苯硫酸鈉”的合成
C．鉛蓄電池的生產(chǎn)
（2）為充分利用反應(yīng)放出的熱量，接觸室中應(yīng)安裝熱交換器（填設(shè)備名稱）吸收塔中填充有許多瓷管，其作用是增大三氧化硫與濃硫酸的接觸面，有利于三氧化硫的吸收
（3）工業(yè)對硫酸廠尾氣的處理方法一般是用氨水來吸收
（4）如果進(jìn)入接觸室的混合氣（含SO2體積分?jǐn)?shù)為7%、O2為11%，N2為82%）中SO2平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示，在實際生產(chǎn)中，SO2催化氧反應(yīng)的條件選擇常壓和450℃，而沒有選擇SO2轉(zhuǎn)化率更高的B會C點對應(yīng)的反應(yīng)條件，其原因分別是不選B點，壓強(qiáng)越大對設(shè)備的投資越大，消耗的動能大，SO2的轉(zhuǎn)化率在1個大氣壓時，已經(jīng)很高了，再提高壓強(qiáng)SO2的轉(zhuǎn)化率提高不大；不選C點，因為C點溫度低，SO2的轉(zhuǎn)化率雖然很高，但是催化劑的催化效率降低，450℃時催化劑的催化效率最高，所以選擇A點，不選擇C點        
（5）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(zhuǎn)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(yīng)為6：5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0.39%（空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)按0.2計）

分析 （1）A、橡膠硫化所用到的為單質(zhì)硫；
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(yīng)；
C、鉛蓄電池中需要用到硫酸和硫酸鉛；
（2）充分利用能量，應(yīng)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；
（3）二氧化硫是酸性氧化物，可用堿性物質(zhì)氨水來處理；
（4）從溫度、壓強(qiáng)對SO2的轉(zhuǎn)化率進(jìn)行分析；
（5）假設(shè)SO2的體積為x，經(jīng)流量計1通入燃燒室的氧氣過量50%，則流量計1中通入氧氣的體積為1.5x，經(jīng)流量計2的氧氣量為接觸室中SO2完全氧化時理論需氧量的2.5倍，則流量計2中通入氧氣的體積為2.5×0.5x=1.25x，則流量計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；燃燒室剩余空氣6.5x，接觸室剩余空氣6.25x-0.5×0.95x=5.775x，剩余SO20.05x，故b管尾氣中SO2的體積分?jǐn)?shù)=$\frac{V（S{O}_{2}）}{V（總）}$，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）A、橡膠硫化所用到的為單質(zhì)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(yīng)，磺化反應(yīng)就是與硫酸發(fā)生的取代反應(yīng)，故B正確；
C、鉛蓄電池中需要用到硫酸作電解質(zhì)溶液，故C正確；
故選：BC；
（2）充分利用能量，應(yīng)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；增大三氧化硫與濃硫酸的接觸面，有利于三氧化硫的吸收；
（3）硫酸工業(yè)的尾氣中含有二氧化硫，二氧化硫是酸性氧化物，可用堿性物質(zhì)氨水來處理，故答案為：用氨水來吸收；
（4）由圖2可知，不選B點，壓強(qiáng)越大對設(shè)備的投資越大，消耗的動能大，SO2的轉(zhuǎn)化率在1個大氣壓時，已經(jīng)很高了，再提高壓強(qiáng)SO2的轉(zhuǎn)化率提高不大；不選C點，因為C點溫度低，SO2的轉(zhuǎn)化率雖然很高，但是催化劑的催化效率降低，450℃時催化劑的催化效率最高，所以選擇A點，不選擇C點；
故答案為：不選B點，壓強(qiáng)越大對設(shè)備的投資越大，消耗的動能大，SO2的轉(zhuǎn)化率在1個大氣壓時，已經(jīng)很高了，再提高壓強(qiáng)SO2的轉(zhuǎn)化率提高不大；不選C點，因為C點溫度低，SO2的轉(zhuǎn)化率雖然很高，但是催化劑的催化效率降低，450℃時催化劑的催化效率最高，所以選擇A點，不選擇C點；
（5）燃燒室中的反應(yīng)為S+O2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$SO2，假設(shè)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(yīng)為2SO2+O2?2SO3，則流量計2中通入氧氣的體積為2.5×0.5x=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(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-0.5×0.95x=5.775x，剩余SO20.05x，故b管尾氣中SO2的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{0.05x}{6.5x+5.775x+0.05x}$×100%=0.39%；
故答案為：6：5；0.39%；

點評 本題是對化學(xué)與技術(shù)及工業(yè)生產(chǎn)的考查，需要學(xué)生細(xì)讀生產(chǎn)工藝圖中各物質(zhì)的變化進(jìn)行解答，把握氨堿法、制備濃硫酸的工藝流程及設(shè)備的作用、發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，題目難度中等．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

8．下列實驗操作中錯誤的是（　�。�
A．蒸餾操作時，應(yīng)使溫度計水銀球靠近蒸餾燒瓶的支管口處
B．蒸發(fā)操作時，不能使蒸發(fā)皿中的水分完全蒸干后才停止加熱
C．萃取操作時，應(yīng)選擇有機(jī)萃取劑，且萃取劑的密度必須比水大
D．分液操作時，分液漏斗中下層液體從下口放出，上層液體從上口倒出

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

9．在一密閉容器中，反應(yīng)aA（g）+bB（g）?mC（s）+nD（g）達(dá)到平衡后，保持溫度不變，將容器體積減小為原來體積的$\frac{1}{2}$，達(dá)到新的平衡時，D的濃度是原來的1.7倍，下列說法正確的是（　�。�
A．物質(zhì)B的轉(zhuǎn)化率增大B．平衡向正反應(yīng)方向移動
C．物質(zhì)A的體積分?jǐn)?shù)增大D．a+b＞m+n

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

6．部分果蔬中含有下列成分：

已知：
①
②1mol乙消耗NaHCO3的物質(zhì)的量是甲的2倍
③
回答下列問題：
（1）甲可由已知①得到．
①甲中含有不飽和鍵的官能團(tuán)名稱為羧基．
②A→B為取代反應(yīng)，A的結(jié)構(gòu)簡式為CH3COOH．
③B→D的化學(xué)方程式為BrCH2COOH+2NaOH$→_{△}^{水}$HOCH2COONa+NaBr+H2O．
（2）乙在一定條件下生成鏈狀脂類有機(jī)高分子化合物的化學(xué)方程式為n HOOCCH（OH）COOH$\stackrel{一定條件}{→}$+（n-1）H2O．
（3）由丙經(jīng)下列途徑可得一種重要的醫(yī)藥和香料中間體J（部分反應(yīng)條件略去）：

①用化學(xué)方法除去E中殘留的少量丙（室溫時E和丙呈液態(tài)，忽略它們在水中的溶解），第1步加入試劑的名稱為新制氫氧化銅或銀氨溶液，第2、3步操作分別是過濾、分液．
②經(jīng)E→G→H保護(hù)的官能團(tuán)是羥基，可以表征有機(jī)化合物中存在何種官能團(tuán)的儀器是紅外光譜儀．
③J的同分異構(gòu)體中在核磁共振氫譜上顯示為兩組峰，峰面積比為3：2的鏈狀且不存在支鏈的異構(gòu)體共有8種（不含立體異構(gòu)），其中某異構(gòu)體L中的官能團(tuán)都能與H2發(fā)生加成反應(yīng)，則L的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2COC≡CCOCH2CH3或CH3COCH2C≡CCH2COCH3（只寫一種）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

13．氮族元素的單質(zhì)及其化合物在農(nóng)藥、化肥等方面有重要應(yīng)用．我們可以利用物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的相關(guān)知識去認(rèn)識和利用它們，
（1）基態(tài)磷原子的電子排布式為1s22s22p63s23p3；等物質(zhì)的量的NH3和N2混合氣體中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為2：1．
（2）N、P、As原子的第一電離能由大到小的順序為N＞P＞As．
 （3）光化學(xué)煙霧易在PM2.5塵粒的催化作用下形成，光化學(xué)煙霧中含有NOx、
O3、CH2=CHCHO、HCOOH等二次污染物．下列說法正確的是ABD．
A．N2O與CO2互為等電子體，其結(jié)構(gòu)式為N=N=O
B．O3的沸點大于O2
C．N2O結(jié)構(gòu)式可表示為N=N=O，中心氮原子的雜化軌道類型為sp2、sp3
D．HCOOH在水中溶解度大的原因與氫鍵有關(guān)
（4）六方氮化硼在高溫高壓下可轉(zhuǎn)化為立方氮化硼，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞邊長為dcm，該晶胞中含有4個氮原子、4個硼原子．
（5）N與砷（As）是同族元素，B與鎵（Ga）是同族元素，立方砷化鎵晶體與立方氮化硼晶體結(jié)構(gòu)類似，兩種晶體中熔點較高的是氮化硼；立方砷化鎵晶體的晶胞邊長為apm（1pm=10-12m），則其密度為$\frac{5.8×1{0}^{32}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm-3�。ㄓ煤琣的式子表示，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

3．福莫特羅是一種治療哮喘病的藥物，它的關(guān)鍵中間體（G）的合成路線如下：

回答下列問題：
（1）F中的含氧官能團(tuán)有醚鍵、羰基、硝基（填名稱）；反應(yīng)④的反應(yīng)類型為取代反應(yīng)．
（2）反應(yīng)①的化學(xué)方程式為+（CH3CO）2O→+CH3COOH．
（3）C能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，C的結(jié)構(gòu)簡式為；D的結(jié)構(gòu)簡式為．
（4）B的同分異構(gòu)體（不含立體異構(gòu)）中能同時滿足下列條件的共有17種．
a．能發(fā)生銀鏡反應(yīng)    b．能與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)       c．含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)
其中核磁共振氫譜顯示為4組峰，且峰面積比為3：2：2：1的是（填結(jié)構(gòu)簡式）
（5）參照G的合成路線，設(shè)計一種以為起始原料制備的合成路線：$→_{△}^{NaOH水溶液}$$→_{Cu/△}^{O_{2}}$$→_{H_{3}PO_{4}}^{濃HNO_{3}}$$\stackrel{NaBH_{4}}{→}$．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

10．自然界中存在大量的金屬元素，其 中鈉、鎂、鋁、鐵、銅等在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用．
（1）請寫出Fe的基態(tài)原子核外電子排布式1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2．
（2）金屬A的原子只有3個電子層，其第一至第四電離能如下：
電離能（kJ/mol）I1I2I3I4
A93218211539021771
則A原子的價電子排布式為3s2．
（3）合成氨工業(yè)中，原料氣（N2、H2及少量CO、NH3的混合氣）在進(jìn)入合成塔前常用醋酸二氨合銅（I）溶液來吸收原料氣體中的CO（Ac-代表CH3COO-），其反應(yīng)是：[Cu（NH3）2]Ac+CO+NH3?[Cu（NH3）3CO]Ac[醋酸羰基三安合銅（I）]△H＜0
①C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N；
②配合物[Cu（NH3）3CO]Ac中心原子的配位數(shù)為4；
③在一定條件下NH3與CO2能合成尿素[CO（NH2）2]，尿素中C原子核N原子軌道的雜化類型分別為sp2、sp3；1mol尿素分子中，σ鍵的數(shù)目為7NA．
（4）NaCl和MgO都屬于離子化合物，NaCl的熔點為801.3℃，MgO的熔點高達(dá)2800℃．造成兩種晶體熔點差距的主要原因是MgO晶體所含離子半徑小，電荷數(shù)多，晶格能大．
（5）（NH4）2SO4、NH4NO3等顆粒物及揚(yáng)塵等易引起霧霾．其中NH4-的空間構(gòu)型是正四面體（用文字描述），與NO3-互為等電子體的分子是SO3或者BF3．（填化學(xué)式）
（6）銅的化合物種類很多，如圖是氫化亞銅的晶胞結(jié)構(gòu)，已知晶胞的棱長為acm，則氫化亞銅密度的計算式為ρ=$\frac{260}{{a}^{3}•{N}_{A}}$g/cm3．（用NA表示阿佛加德羅常數(shù)）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

7．下列物質(zhì)的分子中既有σ鍵，又有π鍵的是（　�。�
A．HClB．H2OC．H2O2D．C2H2

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

8．硫酸性質(zhì)是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)的重點．請回答下列問題：
（1）中學(xué)化學(xué)中利用物質(zhì)與濃硫酸共熱可制備SO2氣體，寫出用濃硫酸還可制備不同類別的氣體的名稱：乙烯（寫一種）．
（2）某化學(xué)興趣小組為探究銅與濃硫酸的反應(yīng)以及SO2的性質(zhì)，用下圖所示裝置進(jìn)行有關(guān)實驗．

①裝置B的作用是貯存多余的氣體．B中應(yīng)放置的液體是d（填序號）．
a．飽和Na2SO3溶液             b．酸性 KMnO4溶液
c．濃溴水                     d．飽和NaHSO3溶液
②反應(yīng)完畢后，燒瓶中還有一定量的余酸，使用足量的下列藥品不能用來證明反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中的確有余酸的是b（填序號）．
a．Fe粉b．BaCl2溶液       c．CuO    d．Na2CO3溶液
③實驗中某學(xué)生向A中反應(yīng)后溶液中通入一種常見氣體單質(zhì)，使銅片全部溶解且僅生成硫酸銅溶液，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O．                       
④為驗證二氧化硫的還原性，C中盛有氯水，充分反應(yīng)后，取C中的溶液分成三份，分別進(jìn)行如下實驗：
方案I：向第一份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成
方案Ⅱ：向第二份溶液加入品紅溶液，紅色褪去
方案Ⅲ：向第三份溶液加入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀
上述方案中合理的是Ⅲ（填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）；C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-．D中盛有氫氧化鈉溶液，當(dāng)通入二氧化硫至試管D中溶液顯中性時，該溶液中c（Na+）=2 c（SO32-）+c（HSO3-）（用含硫微粒濃度的代數(shù)式表示）．
（3）利用FeCl3溶液的氧化性也可以吸收SO2．
①該反應(yīng)的離子方程式是2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+．檢驗FeCl3是否完全被還原的方法為取少量反應(yīng)后的溶液滴加少量硫氰化鉀溶液，若不變紅則氯化鐵完全被還原．
②為驗證FeCl3溶液與SO2的反應(yīng)：同學(xué)們將SO2通入0.05mol•L-1 FeCl3溶液中，溶液很快由黃色變?yōu)榧t褐色； 將溶液長時間放置后，最終變?yōu)闇\綠色． 關(guān)于紅褐色液體，以下是同學(xué)們的分析推測及實驗．
分析推測實驗步驟及現(xiàn)象
甲：生成了Fe（OH） 3膠體
乙：經(jīng)查閱資料，可能發(fā)生反應(yīng)：Fe3++6SO2?Fe（SO2）63+ （反應(yīng)b）		�。苽銯e（OH） 3膠體并檢驗
ⅱ．分別向Fe（OH） 3膠體和該紅褐色液體中加入適量鐵粉，振蕩后前者不變色，后者變?yōu)闇\綠色
利用膠體的丁達(dá)爾效應(yīng)（填性質(zhì)） 可以檢驗步驟ⅰ中是否得到了Fe（OH） 3膠體．
根據(jù)反應(yīng)b，說明步驟ⅱ中液體顏色變化的原因是加入鐵粉時發(fā)生反應(yīng)2Fe3++Fe=3Fe2+，c（Fe3+）減小，使反應(yīng)Fe3++6SO2?Fe（SO2）63+ 逆向移動（用離子方程式結(jié)合必要的文字說明）．

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同步練習(xí)冊答案