Question

【化學(xué)選修2：化學(xué)與技術(shù)】
（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)用右圖所示的工藝流程生產(chǎn)硫酸：

請(qǐng)回答下列問(wèn)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(guò)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(guò)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)生的廢氣減少       D．不需要使用催化劑
（2）硫酸的用途非常廣泛，可應(yīng)用于下列哪些方面

 

（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(guò)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(shí)SO₂的排放，請(qǐng)寫(xiě)出此脫硫過(guò)程中反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：工業(yè)制取硫酸

專題：氧族元素

分析：（1）①SO₂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；吸收塔中填充許多瓷管，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根據(jù)反應(yīng)過(guò)程分布計(jì)算；
③A、硫鐵礦中鐵的氧化需要消耗O₂；
B、原料選擇與SO₂的轉(zhuǎn)化率無(wú)關(guān)；
C、用硫鐵礦為原料產(chǎn)生的廢渣較多，但廢氣量相同；
D、用SO₂制取SO₃的過(guò)程中都需要使用催化劑；
（2）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(guò)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；
D、過(guò)磷酸鈣的制取過(guò)程中需要濃硫酸和磷礦石；
（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(yīng)生成CaSO₃，而CaSO₃易被氧化為CaSO₄．

解答： 解：（1）①SO₂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；吸收塔中填充許多瓷管，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；使?jié)釮₂SO₄與SO₃充分接觸；
②燃燒室中的反應(yīng)為S+O₂

點(diǎn)燃  .

SO₂，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+O₂

催化劑  .

△

2SO₃，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%；SO₂為酸性氧化物，可以用堿液（如氨水）吸收，
故答案為：6：5；0.41%； 用氨水吸收；
③硫鐵礦中鐵的氧化需要消耗O₂，A項(xiàng)正確；原料選擇與SO₂的轉(zhuǎn)化率無(wú)關(guān)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；用硫鐵礦為原料產(chǎn)生的廢渣較多，但廢氣量相同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；用SO₂制取SO₃的過(guò)程中都需要使用催化劑，D項(xiàng)錯(cuò)誤，故選：A；
（2）橡膠硫化所用到的為單質(zhì)硫，A項(xiàng)錯(cuò)誤；烷基苯磺酸鈉中含有磺酸基，制取過(guò)程中需要發(fā)生磺化反應(yīng)，B項(xiàng)正確；鉛蓄電池中需要用到硫酸和硫酸鉛，C項(xiàng)正確；過(guò)磷酸鈣的制取過(guò)程中需要濃硫酸和磷礦石，D項(xiàng)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(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：CaCO₃═CaO+CO₂↑   SO₂+CaO═CaSO₃　2CaSO₃+O₂═2CaSO₄，故答案為：CaCO₃═CaO+CO₂↑、SO₂+CaO═CaSO₃、2CaSO₃+O₂═2CaSO₄．

點(diǎn)評(píng)：本題是對(duì)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．