Question

【化學(xué)選修2-化學(xué)與技術(shù)】(15分)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)財富，有許多居民冒著生命危險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(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________。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)，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SO2的排放，請寫出此脫硫過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式____________。

Answer 1

（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）A （4）BCD （5）CaCO3CaO+CO2↑、SO2+CaO＝CaSO3、2CaSO3+O2＝2CaSO4

【解析】

試題分析：（1）SO2與O2的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，為了充分利用能量，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；

（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(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%；SO2為酸性氧化物，可以用堿液（如氨水）吸收；

（3）硫鐵礦中鐵的氧化需要消耗O2，A項正確；原料選擇與SO2的轉(zhuǎn)化率無關(guān)，B項錯誤；用硫鐵礦為原料產(chǎn)生的廢渣較多，但廢氣量相同，C項錯誤；用SO2制取SO3的過程中都需要使用催化劑，D項錯誤，答案選A；

（4）橡膠硫化所用到的為單質(zhì)硫，A項錯誤；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)，B項正確；鉛蓄電池中需要用到硫酸和硫酸鉛，C項正確；過磷酸鈣的制取過程中需要濃硫酸和磷礦石，D項正確，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。

考點：考查硫酸的制備、硫酸用途以及SO2尾氣處理等