高中化学鲁科版化学与技术主题三矿山资源硫酸与无机材料制造单元测试 学业分层测评7

学业分层测评(七)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列说法正确的是()A．生产硫酸的工业尾气可以直接排入大气B．进入催化反应室的气体，必须先经净化、干燥C．在吸收塔内用水来吸收SO3D．在高温、高压下由SO2和O2合成SO3【解析】从沸腾炉出来的炉气若不净化、干燥，易造成催化剂中毒，即使催化剂活性降低或失效。【答案】B2．在硫酸工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是()A．硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿不能在空气中燃烧B．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中二氧化硫会与杂质反应C．二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率D．三氧化硫用%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以便使三氧化硫吸收完全【解析】A项，“粉碎”目的是为了增大反应接触面积；B项，“净化”是为了防止催化剂中毒；C项，使用催化剂可提高反应速率，不能使转化率发生改变。【答案】D3．硫酸生产中，根据化学平衡原理来确定的条件或措施有()A．矿石加入沸腾炉之前先粉碎B．使用V2O5做催化剂C．转化器中使用适宜的温度D．净化后的炉气中要有过量的空气【解析】根据化学平衡原理来确定的条件是D项。(增大反应物浓度，使平衡正向移动)。根据化学平衡原理，降温有利于平衡正向移动，保持适宜温度是为了使催化剂活性最好。【答案】D4．飘尘是物质燃烧时产生的粒状漂浮物，颗粒很小，不易沉降，它与空气中的SO2、O2接触时，SO2会部分转化为SO3，使空气的酸度增加，飘尘所起的作用可能是()【导学号：28920234】①氧化剂②还原剂③催化剂④吸附剂A．①② B．①C．①③ D．③④【解析】飘尘会吸附SO2和O2，并对SO2和O2的反应起催化作用。【答案】D5．有A、B、C、D四个中等城市，它们水源、能源充足，交通便利，它们的相对地理位置如图所示。各城市各有其特点：A城市是风光秀丽，人口稠密，土地供应紧张的旅游城市，环保要求高，近郊有丰富的FeS2资源。B城市是一个新兴的工业城，已建有大型磷肥厂，土地供应充足。C城近郊有丰富的磷灰石资源，工业发达，但使用H2SO4的工业不多，土地供应充足。D城是一个古老的城市，它的周围是重要的农业区，是大量肥料的集散地。现拟建一座硫酸工厂，厂址应选在()A．A城近郊 B．B城近郊C．C城近郊 D．D城近郊【解析】A城、D城，一个是旅游城市，土地紧张，一个是古老的城市、重要的农业区，都不可选；C城使用硫酸的工业不多而B城的大型磷肥厂需要大量的硫酸，且土地供应充足，另外从距离上分析，B城从A城运FeS2的运输距离为200km，而C城从A城运FeS2的运输距离为300km。综合考虑应选在B城近郊。【答案】B6．有关硫酸工业综合经济效益的说法中，正确的是()A．甲地有丰富的硫铁矿资源，水源、能源充足，交通便利，是风景秀丽的旅游胜地，虽然当地使用硫酸的工业不多，但为提高当地经济效益宜建硫酸厂B．为减少SO2对空气的污染，可以建筑高烟囱，使含SO2的尾气在高空扩散稀释，保证地面达到安全浓度C．硫酸生产过程中排放的污染物主要是含SO2的尾气、固体残渣、废酸和废水等D．选择硫酸厂厂址时，当经济利益与环保问题有冲突时，为提高人们的物质生活水平，应先考虑经济利益的问题【解析】硫酸厂是污染性的企业，不应建在环保要求高的地区；当地使用硫酸的工业不多，也不宜建硫酸厂，因为硫酸的远程运输成本高，危险性大，故A错误。将SO2排放到高空，SO2的总量不会减少，且会形成酸雨危害环境，故B错误。选择硫酸厂厂址在考虑经济利益的同时，必须考虑环保问题，也就是要提高综合经济利益，故D错误。【答案】C7．将三氧化硫溶解在硫酸中所得到的混合物称为“发烟硫酸”，通常以三氧化硫的质量分数表示其组成。将5g发烟硫酸试样溶于水，用mol·L－1的NaOH标准溶液滴定。用去此标准溶液20mL，恰好中和，则试样中SO3的质量分数为()A．15% B．17%C．34% D．60%【解析】n(H2SO4＋SO3)＝eq\f(1,2)n(NaOH)＝mol·L－1×L×eq\f(1,2)＝25mol。设其中含SO3xmol，则有：80g·mol－1×xmol＋98g·mol－1×25－x)mol＝0．1185g，解得x＝eq\f,18)mol，m(SO3)＝eq\f,18)mol×80g·mol－1≈8g，质量分数：eq\f8,5)×100%≈15%。【答案】A8．工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外，还含有SO2等对环境有较大影响的有害气体。能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是()A．NaOH溶液、酚酞试液 B．石灰水、石蕊试液C．碘水、淀粉溶液 D．氨水、酚酞试液【解析】测定SO2含量必须要能跟SO2反应，而且可以用颜色变化来准确确定反应终点。A项和D项虽然能反应，但A在完全生成Na2SO3时溶液还是碱性，没变色，而D在SO2还没有与氨水完全反应时就开始变色了。石灰水中所含溶质较少，且石蕊试液的颜色变化不明显。【答案】C9．在硫酸工业生产中，SO3的吸收过程是在吸收塔(如图)中进行的，吸收塔里还装入了大量瓷环。下列说法中不正确的是()【导学号：28920235】A．从①处通入SO3，整个吸收操作采取逆流的形式B．从②处喷下%的硫酸，瓷环的作用是增大接触面积C．从③处导出的气体只含有少量SO2，可直接排入大气D．从④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的浓硫酸【解析】三氧化硫的吸收通常使用%的硫酸，不用水或稀硫酸，原因是水或稀硫酸吸收三氧化硫时容易形成酸雾，吸收速率慢，不利于三氧化硫的吸收；气体的吸收常采用逆流原理，这样有利于气、液的充分接触，吸收效果好；从吸收塔上部导出的气体是N2、没有起反应的O2和少量二氧化硫，直接排入大气会污染环境，所以应用吸收剂吸收或循环使用。【答案】C[能力提升]10．请根据工业制硫酸的有关知识回答下列问题：(1)在硫酸工业生产中，为了提高SO2的转化率，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室(如图所示)。按此密闭体系中气体的流向判断，在R处流出的气体中除N2外的主要组成为__________。A．SO2 B．SO2、SO3C．SO2、O2 D．SO3、O2、SO2(2)接触法制硫酸过程中：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。根据下表中的数据判断下列图象正确的是(填序号)__________。压强p1p1p2p2温度400500400500SO2的转化率/%(3)下图表示的是工业制硫酸中尾气的综合利用，气体M回收后可进入接触室循环利用，请根据图示判断X是(填名称)________，写出Y与硫酸反应生成M的化学方程式：_____________________________________________________。【解析】(1)该装置为接触室，R处流出的气体就是在接触室中发生反应的反应物，其主要成分是二氧化硫和氧气；(2)根据反应特点和数据表知，p2＞p1，正反应是放热反应，降低温度，二氧化硫的转化率提高；增大压强，三氧化硫的百分含量提高，A、B两个图象符合题意。【答案】(1)C(2)AB(3)氨水(NH4)2SO3＋H2SO4=(NH4)2SO4＋H2O＋SO2↑11．根据接触法制硫酸的简单流程图(如图所示)，填写空白。(1)设备A是__________，在设备A中进行的反应的化学方程式是________________________________________________________________；设备B是__________，在设备B中进行的反应的化学方程式是________________________________________________________________；设备C是__________，在设备C中进行的反应的化学方程式是_______________________________________________________________。(2)图中标号处通入或放出的物质是①__________，②__________，③__________，④__________，⑤__________，⑥__________，⑦__________，⑧__________，⑨__________。(3)在设备A里，矿石燃烧前要粉碎成细小矿粒的原因是____________________________________________________________________。(4)从设备A里放出的气体必须经过________、________、________处理后，才能进入设备B，其原因是_____________________________________________________________________________________________________________。(5)设备B中部的装置叫________器，其作用是________________________________________________________________。(6)设备C中用质量分数为%的硫酸吸收SO3的原因是________________________________________________________________。(7)尾气在排放到空气之前必须_____________________________________，其原因是_______________________________________________________。【解析】本题考查了硫酸的生产工艺和有关问题，结合硫酸的生产原理即可顺利作答。【答案】(1)沸腾炉4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up8(高温))2Fe2O3＋8SO2转化器2SO2＋O2eq\o(,\s\up8(催化剂),\s\do8(△))2SO3吸收塔SO3＋H2O=H2SO4(2)硫铁矿(或硫黄)空气SO2、O2、N2等炉渣净化气(SO2、O2、N2)SO3、O2、N2(含少量SO2)N2、O2(含SO2)%的浓硫酸硫酸(3)增大矿石与空气的接触面积，加快反应速率(4)除尘洗涤干燥粉尘等容易使催化剂中毒，并会给设备造成不良的影响(5)热交换充分利用热量，使进入的净化气被加热，并冷却反应后的混合气体(6)防止生成酸雾，以提高SO3的吸收效率(7)除去尾气中含有的SO2防止SO2排入大气而造成环境污染12．(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。某企业用如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计)，该尾气的处理方法是________________________________________。③与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是________。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)硫酸的用途非常广，可应用于________。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发生的反应的化学方程式：_____________________________________________________________________________________________________________________________。【解析】(1)本题考查了工业制取H2SO4的过程，在熟悉设备及工艺流程基础上可知接触室应安装热交换器，吸收塔为便于充分吸收SO3而填充了许多瓷管。(2)考查了学生分析及处理数据进行计算的能力，可假设有1mol硫黄充分燃烧，则据反应S＋O2eq\o(=,\s\up8(点燃),\s\do15())SO2知反应耗O21mol，流量计1充入O2为mol，生成SO21mol，据反应2SO2＋O2eq\o(,\s\up8(催化剂),\s\do8(△))2SO3知理论上1molSO2反应耗O2mol，流量计2充入O2为mol，则流量计1、2