高二化学选修2课后训练：专题2第三单元 硫酸工业 含解

第三单元硫酸工业练习TOC\o"1-5"\h\z环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数。下列名词与环境污染无关的是()。温室效应②赤潮③酸雨④光化学污染⑤臭氧层空洞⑥水俣病⑦潮汐⑧大脖子病①②B.⑦⑧C.⑥⑦⑧D.②⑤⑦关于工业生产的叙述中，错误的是()。制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英氨是制作氮肥、硝酸、铵盐的重要原料将二氧化硫催化氧化成三氧化硫后，在吸收塔内用水吸收制得浓硫酸制造普通水泥的主要原料是黏土、石灰石在接触法制硫酸的工业生产中，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()。硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿不能燃烧从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中SO2会与杂质反应SO2氧化为SO3时需使用催化剂，这样可以提高SO2的转化率用98.3%的浓硫酸吸收SO3，可防止形成酸雾，利于SO3的吸收4将三氧化硫溶解在硫酸中所得到的混合物叫做“发烟硫酸”(H2SO4・nSO3),通常以三氧化硫的质量分数表示其组成。今将0.1185g发烟硫酸试样溶于水，用0.125mol・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%有关接触法制硫酸的叙述不正确的是()。A.硫黄和硫铁矿均可作为生产原料B•将矿石粉碎，是为了提高矿石的利用率反应中通入过量的空气是为了提高FeS2和SO2的转化率从吸收塔出来的硫酸经浓缩后可以变成发烟硫酸在以下条件下，宜于建工厂的城市是()。城市郊区有丰富的黄铁矿资源，水源、能源充足—座风光秀丽、空气清新的旅游城市城市有丰富的磷灰石，拟建一座大型的磷肥厂城市需使用硫酸的工业不多，却有丰富的黄铁矿资源7在氧气中灼烧0.44g硫和铁组成的化合物，使其中的硫全部转变为SO2，把这些SO2全氧化并转变为硫酸，这些硫酸可用20mL0.5mol・L-1的NaOH溶液完全中和，则原化合物中的硫元素的质量分数为()。A.18%B.46%C.53%D.36%8黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫及铁的化合物。冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O2^=8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2，若CuFeS2中Fe的化合价为＋2，反应中被还原的元素是(填元素符号)。上述冶炼过程产生大量SO2。下列处理方案中合理的是(填代号)。高空排放用于制备硫酸用纯碱溶液吸收制Na2SO4用浓硫酸吸收过二硫酸钾(K2S2O8)具有强氧化性，可将I-氧化为I2：S2O2-+2I-===2SO4-+I2，通过改变反应途径，Fe3+、Fe2+均可催化上述反应。试用离子方程式表示Fe3+对上述反应催化的过程：、。利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为：用稀盐酸浸取炉渣，过滤；滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。据以上信息回答下列问题：

除去Al3+的离子方程式是。选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。提供的试剂：稀盐酸，稀硫酸，KSCN溶液，KMnO4溶液，NaOH溶液，碘水。所选试剂为。证明炉渣中含有FeO的实验现象为。9、一种以黄铜矿和硫黄为原料制取铜和其他产物的新工艺，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：HC1、NaCl、CuCb混合溶液黄铜矿(FeCuS2)1F过歧黄铜矿(FeCuS2)1F过歧►反应I反应II1滤％空气反EmH结晶分离H2SO4FeS2*反应“卜S_J~~►CuSO4晶体—►Cu铁红*炼钢SO?*制硫酸空气注：反应II的离子方程式为Cu2++CuS+4C卜===2[CuC\]-+S请回答下列问题：反应I的产物为(填化学式)。反应III的离子方程式为。⑶一定温度下，在反应III所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸铜晶体，其原因是炼钢时，可将铁红投入熔融的生铁中，该过程中主要反应的化学方程式是10最近，我国利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功。具体生产流程如下：热交换器

催化氧化硫酸粉碎

富集硫酸粉碎

富集萃取槽固体A-H—系列工艺卜A水泥sfclnh3i磷鞍回答下列问题：TOC\o"1-5"\h\z若操作a、操作b均在实验室进行，则操作a时用到的玻璃仪器有；进行操作b时需注意。装置a用于磷酸吸收NH3。若该过程在实验室中进行，画出装置a的示意图。热交换器是实现冷热交换的装置。化学实验中也经常利用热交换来实现某种实验目的，如气、液热交换时通常使用的仪器是。固体A为生石膏(CaSO4・2H2O)和不含结晶水且高温时也不分解的杂质。生石膏在120°C时失水生成熟石膏(2CaSO4・H2O),熟石膏在200°C时失水生成硫酸钙。为测定固体A中生石膏的含量，某科研小组进行了如下实验：称取固体A180g置于坩埚中加热，加热过程中固体质量随温度变化记录如下图：实验中每次对固体称量时须在冷却后进行。为保证实验结果的精确性，固体冷却时必TOC\o"1-5"\h\z须防止。将加热到1400°C时生成的气体通入品红溶液中，品红褪色。写出1400°C时反应的化学方程式：。固体A中生石膏的质量分数约为。参考答案解析：①③④⑤属于大气污染，②⑥属于水污染，潮汐是一种自然现象，大脖子病是因人体缺乏碘元素造成的，所以⑦⑧不属于环境污染。答案：B解析：H2SO4虽然是由SO3和H2O化合制得，但工业上并不直接用H2O或稀硫酸来吸收SO3。因为那样容易形成酸雾，不利于SO3的吸收，为了尽可能提高吸收效率，工业上用质量分数为98.3%的浓硫酸作吸收剂。答案：C解析：选项A中操作正确，但解释不对，将矿石粉碎是使矿石与空气的接触面增大，可以燃烧得更充分、更快。选项B的说明不对，净化的目的是防止炉气中的杂质和粉尘使催化剂中毒失效。选项C的说明是错误的，催化剂的作用是缩短反应完成的时间。答案：D解析：找到关系：H2SO4・nSO3〜2(n+l)NaOH,n(NaOH)=0.125mol・L」X0.02L=2.5x10-3亠0.1185x2(n+1)2.5X10-3mol，贝Un(HSO”・nSO)=mol，则有：小一“g・mol」=(982432(n+1)2.5x10-3+80n)g-mol-1n+80n)g-mol-1n=0.2162,则试样中SO3的质量分数为0.2162x800.2162x80+98X100%=15%。答案：A解析：A项，理论上，可转化成SO2的任何含硫物质均可作为硫酸的生产原料(如S、FeS、FeS2、H2S等)，但在生产实践中，应选取那些储量大、矿质品位高、资源丰富、便于开采和加工的矿物作为化工原料。综合分析，A正确。B项，生产中对矿石进行粉碎，既可增大原料之间的相对接触面积(增大反应速率)，又可提高原料的利用率(转化率)，故B正确。C项，从生产硫酸的三个反应看(FeS2SO2SO3H2SO4)，有两个反应要耗用氧气，故生产中可采用通过量空气的方法来提高FeS2和SO2的转化率，故C正确。D项，在吸收塔中，是用98.3%的浓硫酸吸收SO3的，所得到的是“发烟硫酸”，可用水或稀硫酸稀释，制得各种浓度的硫酸，故D错误。答案：D解析：本题考查了从综合的角度分析建设工厂的一般条件。答案：AC1解析：由硫元素守恒知：n(S元素)=n(SO2)=n(H2SO4)=n(NaOH)=22420.02Lx0.5mol-L0.02Lx0.5mol-L-12=0.005mol，则原化合物中w(S)=0.005molx32g-mol-10.44gX100%~36%。答案：D&解析：(2)SO2是污染物，不能高空排放，a错。SO2不溶于浓硫酸，无法用浓硫酸吸收，d错。SO2既可回收用于制H2SO4，也可用Na2CO3溶液吸收生成Na2SO3,b、c方案均合理。Fe3+具有氧化性，可以氧化I-，2Fe3++2I-===2F®++I，Fe2+又被SO2-氧化，SO2-22828+2Fe2+===2SO2-+2Fe3+。4b.炉渣中只有FeO具有还原性，能使KMnO4溶液褪色，故可选择稀硫酸浸取炉渣,再加KMnO4溶液看是否褪色。注意不能选盐酸，因为它能还原KMnO4。答案：(1)Cu、O(2)bc(3)2Fe3＋＋2I-===2Fe2＋＋I2SO2-＋2Fe2＋===2SO2-＋2Fe3＋(4)a．Al冷凝管①吸水②2CaSO4===—2CaO+2SO2f+O冷凝管①吸水②2CaSO4===—2CaO+2SO2f+O2f③95.6%b.稀硫酸、KMnO4溶液稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4溶液褪色解析：本题考查工业流程。⑴黄铜矿和硫黄的反应为FeCuS2+S===Fe»+CuS,则反应I的产物为FeS2、CuS;(2)[CuClJ-中铜元素为+1价，被空气中的氧气氧化为+2价，离子方程式为4[CuCl2]－+O2+4H+===4Cu2++8Cl－+2H2O；(3)根据沉淀溶解平衡的原理,应最先析出溶解度更小的物质，而在该温度下，硫酸铜的溶解度小于氯化铜。答案：(1)FeS2、CuS4[CuCl2]－＋O2＋4H＋===4Cu2＋＋8Cl－＋2H2O(3)该温度下，硫酸铜的溶解度小于氯化铜高温(4)3C+Fe2O3==2Fe+3COf解析：本题以化工生产为背景，考查仪器的使用，含量的计算。(1)由流程图可知，操作a是将固体A和H3PO4分开，显然是过滤操作，操作b后将要进行过滤，所以b应是冷却结晶。(2)由于NH3极易溶于水，要注意它容易倒吸。(3)中学中常用的热交换器为