2019-2020学年高中化学 第1单元 走进化学工业 课题1 化工生产过程中的基本问题课后达标检测

课题1化工生产过程中的基本问题课后达标检测1.某制药厂尾气中含少量SO2气体，一般用NaOH溶液或氨水吸收，以防污染环境。分别用0.1mol·L－1的NaOH溶液或同浓度的氨水处理相同量的尾气，两种方法所需吸收液的体积关系是()A．NaOH溶液的体积大于氨水B．NaOH溶液的体积等于氨水C．NaOH溶液的体积小于氨水D．无法判断解析：选B。SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O，SO2＋2NH3·H2O===(NH4)2SO3＋H2O。2.下列有关黄铁矿制硫酸的说法中，正确的是()A．沸腾炉中出来的炉气，可直接进入转化器中进行催化氧化B．焙烧黄铁矿的反应中，二氧化硫是唯一的氧化产物C．生产过程中要采用高温高压，以有利于二氧化硫更好地转化为三氧化硫D．三氧化硫在吸收塔中被吸收时，通常用质量分数为98.3%的硫酸作吸收剂，而不直接用水吸收解析：选D。A项中，炉气需要经过净化、除杂处理；B项中，焙烧FeS2时，铁元素和硫元素均被氧化；C项中，反应正向为放热反应，高温不利于SO3的合成。3.以黄铁矿为原料生产硫酸的过程中，对废气、废水、废渣、废热的处理正确的是()①尾气用氨水处理②污水用石灰乳处理③废渣用来造水泥、炼铁④设置废热锅炉产生蒸汽，供热或发电A．①②B．①③④C．①②③D．①②③④解析：选D。硫酸厂尾气中含有SO2，可用氨水吸收处理；硫酸厂废水中含有硫酸可用石灰乳中和；硫酸厂废渣中含有SiO2、Fe2O3等，可用于制造水泥、炼铁；由于硫酸生产过程中三个化学反应都是放热反应，可以充分利用这些反应放出的热能来降低生产成本。4.欲除去CO2气体中含有的SO2气体，应选用的试剂是()A．品红溶液B．饱和NaHCO3溶液C．Na2CO3溶液D．烧碱溶液解析：选B。品红可以作为鉴别SO2气体的物质，不能用来除去SO2；Na2CO3、NaOH和二者均可反应，故不能选用；饱和NaHCO3溶液可与SO2气体反应，不与CO2反应。5.有关二氧化硫的叙述正确的是()A．二氧化硫不能使溴水、高锰酸钾溶液迅速褪色B．接触法制硫酸的沸腾炉排出的炉气中含SO2C．实验室可用启普发生器制取二氧化硫D．用石灰水很容易区分二氧化碳和二氧化硫解析：选B。SO2具有还原性，可以使溴水、KMnO4溶液褪色；SO2在水中的溶解度较大，故不用启普发生器制取；石灰水与CO2、SO2均有沉淀生成。6.下列说法正确的是()A．在设计化工生产的化学反应条件时，只要将化学反应的特点和化学反应理论相结合进行全面分析就没问题了B．在设计化工生产的化学反应条件时，若化学反应的速率很高，就不需要考虑催化剂的问题C．在现代工业上将二氧化硫氧化为三氧化硫的适宜条件是高温、高压和催化剂D．在2SO2＋O2V2O5450℃2SO3中，对“450℃”的选择，来自对反应物性质和催化剂性质的综合考虑解析：选D。在设计化工生产的化学反应条件时，若化学反应速率过高而对生产不利时，就要考虑施加负催化剂的问题。7.关于反应2SO2＋O2催化剂△2SO3，在一定条件下达到平衡状态，再加入一定量的18O2，则建立新平衡时，含有18O的物质是(假定原平衡体系中不含18O)()①二氧化硫②氧气③三氧化硫A．①②B．②③C．①②③D．①③解析：选C。因为该反应为可逆反应，故达到平衡时三种物质中均含有18O。8.工业上生产硫酸，回收尾气中SO2气体，选用的试剂是()A．NH3·H2OB．NaOHC．Ca(OH)2D．浓H2SO4解析：选A。尾气中的SO2用氨水吸收，生成的(NH4)2SO4作化肥，SO2循环利用。2NH4HSO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋2SO2↑＋2H2O，(NH4)2SO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O。9.把1.0g含脉石(SiO2)的黄铁矿样品在氧气流中灼烧，反应完全后得0.78g残渣，则此黄铁矿的纯度是()A．33%B．66%C．78%D．88%解析：选B。4FeS2＋11O2=====高温2Fe2O3＋8SO2Δm480320160x1－0.78x＝480×（1－0.78）160＝0.66(g)故其纯度为：0.66g1.0g×100%＝66%。10.广东省环保局发布的2011年环境质量公报指出：肇庆、深圳、佛山、韶关和惠州等5市属于酸雨重灾区。酸雨的危害是多方面的，包括对人体健康、建筑设施等都有直接与潜在的危害。酸雨还可使农作物大幅度减产，尤其是小麦、水稻，在酸雨影响下，可能会大面积死亡。问：(1)酸雨导致小麦、水稻死亡的原因是什么？(2)试简述酸雨的形成过程，并写出反应方程式。(3)请提出两条防治酸雨的措施。答案：(1)酸雨改变了小麦、水稻生长、发育、繁殖等生命活动中所需要的正常酸碱度，导致了小麦、水稻的死亡。(2)工业生产、民用生活燃料煤炭和汽油产生大量的SO2和氮氧化合物，被空气中的氧气氧化成硫酸和硝酸，和空气中的水蒸气结合，最终降落在地面形成酸雨，反应式：2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3)。(3)①控制空气中SO2和氮氧化合物的排放量；②植树造林，净化空气。11.(1)火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用下图所示的工艺流程生产硫酸：请回答下列问题：①为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装________________(填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是_______________________________________________________。②为使硫黄充分燃烧，经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%，为提高SO2转化率，经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍，则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为________。假设接触室中SO2的转化率为95%，b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为__________(空气中氧气的体积分数按0.2计)，该尾气的处理方法是________。③与以黄铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是________(可多选)。A．耗氧量减少B．二氧化硫的转化率提高C．产生的废渣减少D．不需要使用催化剂(2)硫黄的用途非常广，可应用于下列哪些方面__________________________(可多选)。A．橡胶的硫化B．表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成C．铅蓄电池的生产D．过磷酸钙的制备(3)矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石，可有效减少煤燃烧时SO2的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学方程式______________________。解析：(1)①接触室中进行的反应为SO2的催化氧化，为放热反应，使用热交换器可以充分利用反应放出的热量，对原料气进行预热。吸收塔中填充瓷管的作用是增加接触面积。②S＋O2=====△SO2参加反应的硫黄为1mol，则经流量计1通入的氧气为1.5mol，反应后气体总量为1.5mol×5＝7.5mol，2SO2＋O2催化剂△2SO3ΔV21211mol0.5mol经流量计2通入的氧气为0.5mol×2.5＝1.25mol，则V1V2＝1.5mol1.25mol＝1.2。反应后气体总量为7.5mol＋1.25mol×5－1mol×95%×12＝13.275mol，则尾气中SO2的体积分数为1×5%13.275＝0.004。硫酸工业中，尾气SO2用氨水吸收，再用硫酸处理：SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3(NH4)2SO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O，生成的(NH4)2SO4可作肥料。③黄铁矿的含硫成分为FeS2，硫元素氧化生成SO2的同时，铁元素也被氧化生成Fe2O3(废渣)，与硫黄直接燃烧相比，耗氧量增加，产生的废渣也增加。(2)橡胶的硫化是采用硫黄；合成烷基苯磺酸钠需要先合成苯磺酸，而苯磺酸通过苯与浓硫酸的磺化反应生成；铅蓄电池用硫酸作为电解液；过磷酸钙通过磷酸钙与硫酸反应得到。(3)CaCO3=====高温CaO＋CO2↑；SO2＋CaO=====△CaSO3；2CaSO3＋O2===2CaSO4。CaSO3不稳定，在空气中容易被氧化成CaSO4。答案：(1)①热交换器增加SO3与浓硫酸的接触面积，有利于SO3的吸收②1.20.004用氨水吸收③AC(2)ABCD(3)CaCO3=====高温CaO＋CO2↑；2SO2＋2CaO＋O2=====△2CaSO4(或2SO2＋2CaCO3＋O2=====△2CaSO4＋2CO2)