高中化 1.1 化工生產過程中的基本問題每課一練 新人教版選修2

課題1化工生產過程中的基本問題(時間：30分鐘)考查點一工業(yè)生產過程中三廢的處理1．工業(yè)上制取硫酸，回收尾氣中的廢氣常選用的試劑是 ()。A．氨水 B．NaOHC．H2SO3 D．H2SO4解析用氨水吸收尾氣中的SO2，回收利用后還可生產化肥，且氨水價格較低。答案A2．你認為減少酸雨產生的途徑可采取的措施是 ()。①少用煤作燃料②把工廠煙囪造高③燃料脫硫④在已酸化的土壤中加熟石灰⑤開發(fā)新能源A．①②③B．②③④⑤ C．①③⑤D．①③④⑤解析形成酸雨的主要氣體污染物是SO2等，SO2主要來源于燃燒含硫的煤和石油，所以少用煤作燃料可減少酸雨的產生；將燃料脫硫也可，開發(fā)新能源也是減少SO2排放的一條途徑，則①③⑤都可以減少SO2的污染，從而減少酸雨的產生。把工廠煙囪造高不能使SO2轉化，也不能減少SO2的排放；在已酸化的土壤中加熟石灰只能改良土壤。答案C3．用硫鐵礦做原料，用接觸法生產硫酸的過程中，對廢棄資源的處理不正確的是 ()。A．氨—酸法尾氣脫硫是先將尾氣用氨水吸收，然后再用濃硫酸處理B．與尾氣脫硫技術相比，兩轉兩吸流程投資較少，但運行費用相對較高C．可以從制硫酸排出的燒渣中回收鐵、有色金屬以及貴重金屬金和銀D．沸騰爐旁可以設置“廢熱”鍋爐，利用余熱產生的蒸汽來發(fā)電或供熱解析氨—酸法尾氣脫硫用的酸不是稀硫酸，而是濃硫酸，故A正確；尾氣脫硫技術與兩轉兩吸流程相比，后者投資較少，并且運行費用相對較低，故B錯誤。答案B答案C4．石膏也可用于工業(yè)生產二氧化硫，進而生產硫酸。天然石膏的化學式為CaSO4·2H2O。將天然石膏脫水后，第2步化學反應就可制得二氧化硫。(1)寫出第1步反應的化學方程式__________________________________。(2)在第2步化學反應中，下列原料可以使用的是(用序號填空)__________。寫出有關化學反應的方程式__________________________________________________________________________________________________________。①空氣②氧氣③硫酸④焦炭(3)在第2步化學反應中，可能會排入空氣的氣態(tài)污染物是________。它(或它們)的主要危害是___________________________________________________________________________________________________________________。解析在CaSO4→SO2的變化中硫元素被還原，所以要使用還原劑(焦炭)。焦炭的氧化產物中有可能含有一氧化碳。答案(1)CaSO4·2H2Oeq\o(=,\s\up7(△))CaSO4＋2H2O(2)④2CaSO4＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CaO＋2SO2↑＋CO2↑(3)二氧化硫和一氧化碳二氧化硫導致酸雨，一氧化碳使人中毒5．工業(yè)上以硫鐵礦為原料制硫酸所產生的尾氣除了含有N2、O2外，還含有SO2、微量的SO3和酸霧。為了保護環(huán)境，同時提高硫酸工業(yè)的綜合經濟效益，應盡可能將尾氣中的SO2轉化為有用的副產品。請按要求回答下列問題：(1)將尾氣通入氨水中，能發(fā)生多個反應，寫出其中可能發(fā)生的兩個氧化還原反應的化學方程式：__________________、__________________。(2)在尾氣與氨水反應所得到的高濃度溶液中，按一定比例加入氨水或碳酸氫銨，此時溶液的溫度會自行降低，并析出晶體。①導致溶液溫度降低的原因可能是______________；②析出的晶體可用于造紙工業(yè)，也可用于照相用顯影液的生產。已知該結晶水合物的相對分子質量為134，則其化學式為______________。解析(1)本題要注意題目要求的是寫出兩個氧化還原反應的方程式(見答案)。(2)①溶液溫度降低一定是反應吸熱所致；②析出的晶體用于造紙和顯影液，說明晶體中含有還原性＋4價硫，因此推知晶體的主要成分為(NH4)2SO3，根據相對分子質量為134，可推出其化學式為(NH4)2SO3·H2O。答案(1)2H2SO3＋O2=2H2SO42(NH4)2SO3＋O2=2(NH4)2SO42NH4HSO3＋O2=2NH4HSO4(任填兩個)(2)①反應吸熱②(NH4)2SO3·H2O考查點二工業(yè)生產過程中化學反應原理的應用6．飄塵是物質燃燒時產生的粒狀漂浮物，顆粒很小，不易沉降，它與空氣中的SO2、O2接觸時，SO2會部分轉化為SO3，使空氣的酸度增加，飄塵所起的作用可能是 ()。①氧化劑②還原劑③催化劑④吸附劑A．①② B．① C．①③D．③④解析飄塵會吸附SO2和O2，并催化該反應的進行，使之轉化為SO3。答案D7．在硫酸工業(yè)生產中，為了有利于SO2的轉化，且能充分利用熱能，采用了中間有熱交換器的接觸室。按此密閉體系中氣體的流向，則在A處流出的氣體為 ()。A．SO2 B．SO3，O2C．SO2，O2 D．SO2，SO3解析原料SO2、O2從裝置左側中間進入熱交換器，吸收熱能后由A處流出再進入接觸室發(fā)生反應，并放出大量的熱，把一部分熱量交換給剛進入熱交換器的原料氣，然后由下端流入下一個裝置。答案C8．某工廠用CaSO4、H2O、NH3、CO2制備(NH4)2SO4。其工藝流程如下：eq\x(CaSO4溶液)eq\o(→,\s\up7(足量NH3))eq\x(甲)eq\o(→,\s\up7(適量CO2))eq\x(乙)eq\o(→,\s\up7(過濾))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(濾液\o(→,\s\up7(提純))（NH4）2SO4,CaCO3\o(→,\s\up7(煅燒))生石灰))下列推斷不合理的是 ()。A．往甲中通CO2有利于(NH4)2SO4生成B．生成1mol(NH4)2SO4至少消耗2molNH3C．在實際生產中CO2可被循環(huán)使用D．直接蒸干濾液能得到純凈的(NH4)2SO4解析該反應原理為2NH3＋CO2＋H2O=(NH4)2CO3，CaSO4＋(NH4)2CO3=CaCO3↓＋(NH4)2SO4，CaCO3eq\o(=,\s\up7(煅燒))CaO＋CO2↑。直接蒸干會導致(NH4)2SO4分解。答案D9．工業(yè)接觸法制硫酸的簡單流程圖如下：(1)寫出裝置甲的名稱________。要使黃鐵礦充分和迅速地燃燒，工業(yè)上常采取的措施為__________________________________。(2)接觸室中二氧化硫與氧氣的反應采用________(填“常壓”或“高壓”)，原因是____________________________________________________。(3)剛通入接觸室中的SO2和O2在熱交換器的管道________(填“里”或“外”)流動，在催化劑表面接觸反應的SO2和O2在熱交換器的管道________(填“里”或“外”)流動，這樣兩種流體通過管壁進行熱交換。(4)在吸收塔中為什么用98.3%的濃硫酸而不是用水吸收三氧化硫？______________________________________________________________。(5)工業(yè)接觸法制硫酸的過程中，有兩個操作過程采用了逆流的原理，它們分別是________________________________________________，________________________________。答案(1)沸騰爐把黃鐵礦粉碎成細小的礦粒和從爐底通入強大的空氣流(2)常壓常壓時SO2的轉化率已經很高，采用高壓對SO2的轉化率提高不大卻會大大增加設備成本(3)外里(4)水與SO3反應放出大量的熱，容易形成酸霧，不利于SO3吸收(5)在沸騰爐中礦石由上向下落，空氣由下往上升在吸收塔中98.3%濃硫酸自上而下流，SO3等氣體自下向上升考查點三生產中反應條件的控制10．用硫鐵礦生產硫酸的過程中，對提高效率不利的因素是()。A．礦石粉碎后送入沸騰爐B．使用熱交換器預熱氣體C．用水吸收三氧化硫D．使用催化劑答案C考查點三生產中反應條件的控制10．下列事實不能用勒夏特列原理解釋的是 ()。A．氫氣和氮氣合成氨的反應中，在加壓下有利于氨的生成B．醋酸溶液中滴入少量稀鹽酸，溶液中c(H＋)增大C．用熱的純堿水溶液洗滌油污物品時，去污效果較好D．加催化劑V2O5，能提高SO2轉化為SO3的轉化率解析催化劑只能改變反應速率，而不能使平衡發(fā)生移動。答案D11．下列對硫酸生產中化學反應原理的分析正確的是 ()。A．硫酸生產中涉及的三個化學反應因原料的不同可能全部是非氧化還原反應B．硫酸生產中涉及的三個化學反應都是放熱反應C．硫酸生產中涉及的三個化學反應都需要使用催化劑D．硫酸生產中涉及的三個化學反應都需要在較高溫度條件下進行解析三個化學反應都是放熱反應；三個反應中只有SO2→SO3需使用催化劑；SO3→H2SO4在常溫下進行，且是非氧化還原反應。答案B12．硫酸工業(yè)在國民經濟中占有極其重要的地位。(1)硫酸的最大消費渠道是化肥工業(yè)，用硫酸制造的常見化肥有________(任寫一種)。(2)硫酸生產中，根據化學平衡原理來確定的條件或措施有________(填寫序號)。A．礦石加入沸騰爐之前先粉碎B．使用V2O5作催化劑C．轉化器中使用適宜的溫度D．凈化后的爐氣中要有過量的空氣E．催化氧化在常壓下進行F．吸收塔中用98.3%的濃硫酸吸收SO3(3)在硫酸工業(yè)中，通過下列反應使二氧化硫轉化為三氧化硫：2SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)eq\o(,\s\up10(催化劑))2SO3(g)ΔH＝－98.3kJ·mol－1。在實際工業(yè)生產中，常采用“二轉二吸法”，即將第一次轉化生成的SO2分離后，將未轉化的SO2進行二次轉化，假若兩次SO2的轉化率均為95%，則最終SO2的轉化率為________。(4)硫酸的工業(yè)制法過程涉及三個主要的化學反應及相應的設備(沸騰爐、轉化器、吸收塔)。①三個設備分別使反應物之間或冷熱氣體之間進行“對流”。請簡單描述吸收塔中反應物之間是怎樣對流的。______________________________。②工業(yè)生產中常用氨－酸法進行尾氣脫硫，以達到消除污染、廢物利用的目的。用化學方程式表示其反應原理。(只寫出2個方程式即可)_______________________________________________________________________________解析(2)根據化學平衡原理來確定的條件有D項(增大反應物濃度，使平衡正向移動)。根據化學平衡原理，降溫有利于平衡正向移動，保持適宜溫度是為了使催化劑效率最高。(3)轉化率為9