工业制取硫酸知识点题库

如下图所示的装置是仿照工业制备硫酸的工艺流程设计出来的，用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。

试填写下列空白：

（1）写出工业上用FeS₂制取SO₂的化学方程式：。
（2）写出上图中部分装置的作用：①甲；
②丙和丁：。
（3）若丁装置在反应过程中出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直没有明显变化，产生这种现象的可能原因是：①丙中插入浓硫酸中的导管插入太深，使两个吸收瓶内的压强差较大，导致SO₃从丁的水中冒了出来，与水形成酸雾：②。
（4）上图装置中的甲和乙部分、丙和丁部分分别与工业制取硫酸的装置相对应，甲和乙相当于；丙和丁相当于。
（5）在硫酸工业制法中，下列对生产操作与说明生产操作的主要原因的叙述都正确的是________(填下列选项的序号)。

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，因为炉气中二氧化碳会与杂质反应 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98.3%的浓硫酸溶液吸收，目的是防止形成酸雾，以提高三氧化硫的吸收效率

下列有关化学工业原理说法正确的是（　　）

A . 电解精炼铜：阳极质量的减小等于阴极质量的增加 B . 氯碱工业：在阴极需要不断加入含有NaOH的蒸馏水 C . 合成氨工业：使用催化剂只加快反应速率不影响化学平衡 D . 硫酸工业：SO₂的转化率高达93.5%～98%，因此接触氧化后的尾气可以直接排放

江西某铜业公司在火法炼铜时也生产硫酸，硫酸车间如图．下列叙述不正确的是（　　）

A . 自然界化合态硫以FeS、CuFeS₂等形式存在 B . 火法炼铜的矿石原料主要含Cu₂S C . 该公司炼铜产生的SO₂可用于生产H₂SO₄ D . 1mol/L H₂SO₄溶液可储存于铁制或铝制容器

在硫酸工业生产中，为了有利于SO₂的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室（如图）．按此密闭体系中气体的流向，B处流出的气体主要为（　　）

A . SO₃、O₂ B . SO₂、O₂ C . SO₂、SO₃ D . O₂、SO₂、SO₃

工业上以黄铁矿为原料，采用接触法生产硫酸．请回答下列问题：

（1）煅烧黄铁矿的设备名称是，进料前必须将黄铁矿粉碎，目的是（填一种用途）．

（2）进入接触室前的气体必须经过净化处理，目的是防止．

（3）生产过程中，吸收三氧化硫常用的物质是．

（4）温度变化与二氧化硫转化率的变化关系可用如图中的曲线（填“a”或“b”）表示．

（5）工业上常用熟石灰和硫酸处理、回收尾气中的有害气体．反应的化学方程式为：　、　　．

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、微量的SO₃和酸雾．为了保护环境，同时提高硫酸工业的综合经济效益，应尽可能将尾气中的SO₂转化为有用的副产品．请按要求回答下列问题：

（1）将尾气通入氨水中，能发生多个反应，写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式：　、　．

（2）在尾气与氨水反应所得到的高浓度溶液中，按一定比例加入氨水或碳酸氢铵，此时溶液的温度会自行降低，并析出晶体．

①导致溶液温度降低的原因可能是；

②析出的晶体可用于造纸工业，也可用于照相用显影液的生产．已知该结晶水合物的相对分子质量为134，则其化学式为；

③生产中往往需要向溶液中加入适量的对苯二酚等物质，其目的是．

（3）能用于测定硫酸尾气中SO₂含量的是．（填字母）

A．NaOH溶液、酚酞试液

B．KMnO₄溶液、稀H₂SO₄

C．水、淀粉溶液

D．氨水、酚酞试液．

以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

（1）将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整：4 　+11O₂2Fe₂O₃+8SO₂

（2）接触室中发生反应的化学方程式是　．

（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是（选填序号字母）．

a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎

b．过量空气能提高SO₂的转化率

c．使用催化剂能提高SO₂的反应速率和转化率

d．沸腾炉排出的矿渣可制造水泥或制砖，含铁品位高的矿渣可炼铁

（4）每160g SO₃气体与液态H₂O化合放出260.6kJ的热量，该反应的热化学方程式是　．

（5）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO₂和铵盐．

①SO₂既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br₂ ． SO₂吸收Br₂的离子方程式是　．

②为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的NaOH溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出（此温度下铵盐不分解）．该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量．铵盐质量为10.00g和20.00g 时，浓硫酸增加的质量相同；铵盐质量为30.00g时，浓硫酸增加的质量为0.68g；铵盐质量为40.00g时，浓硫酸的质量不变．计算：该铵盐中氮元素的质量分数是 %；若铵盐质量为15.00g，浓硫酸增加的质量为　．（计算结果保留两位小数）

某化学兴趣小组的同学为模拟工业制造硫酸的生产过程，设计了如图所示的装置，请根据要求回答问题：

（1）装置A用来制取氧气，写出相应的化学方程式；
（2）燃烧炉内放一定量黄铁矿粉末，在高温条件下和A装置制出的氧气充分反应，其化学方程式为
4FeS₂+11O₂ $\text{[math]}$ 2Fe₂O₃+8SO₂ ，在该反应中做氧化剂，若消耗了12gFeS₂有 mol电子发生了转移；
（3） C装置为净化装置，若无该装置，将混合气体直接通入D装置，除对设备有腐蚀外，还会造成的后果是；
（4）如果D装置的温度是400℃～500℃，在常压下生成0.1molSO₃ ，可放出9.83kJ的热量，请写出该反应的热化学方程式，并回答在工业中不采取加压措施的原因；
（5）为检验从接触室出来的气体成分，甲同学设计如下实验：
①A中盛放的试剂是；
②B中盛放98.3%浓硫酸的作用是，乙同学提出可用饱和NaHSO₃溶液代替98.3%的浓硫酸，请你判断乙同学的方案（填“可行”或“不可行”），说明理由；
③C中盛放的试剂是，其作用是．

火山喷发所产生的硫磺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；吸收塔不用水而用98.3%浓硫酸吸收SO₃的原因是．
（2）硫酸的用途非常广泛，可应用于下列哪些方面．
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．制备大量硫磺
（3）硫酸的各个生产环节中都有一些废渣、废液、废气产生，需要进行治理．由吸收塔排出的尾气中SO₂的含量若超过500 μL•L^﹣1 ，就要加以处理处理才能排出．处理方法之一是用氨水洗涤烟气脱硫，所得产物可作为肥料．请写出此脱硫过程中可能发生的化学方程式：．
（4）用含硫量为a%硫矿制硫酸，若燃烧时损失b%的硫元素，由SO₂制SO₃的转化率为c%．则制取1吨98%的硫酸需这种硫矿吨（用代数式表达）

硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题，根据下面工业生产硫酸的工艺流程图回答有关问题：

（1）硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe₂O₃、CuO、CuSO₄（由CuO与SO₂在沸腾炉中化合而成），CuFeS₂是黄铁矿的另一成分，写出煅烧CuFeS₂的化学方程式为．
（2）流程图中设备A是（填设备名称），其中该设备上部迅婚使用的气体为．
（3）吸收塔采用98.3%浓硫酸吸收SO₂的原因是．
（4）根据工艺流程图及环保角度判断下列说法正确的是（填序号）

A . 为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎 B . 沸腾炉中排出的炉渣可供炼铁 C . 使用催化剂可提高SO₂的反应速率和转化率 D . 尾气中SO₂可用NaOH浓溶液来吸收 E . 硫酸厂的厂址宜选在消耗硫酸甚多的工业城市的郊区
（5）沸腾炉排出的炉渣中的硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化（见下表）
沸腾炉温度/℃
600
620
640
660
炉渣中CuSO₄的质量分数/%
9.3
9.2
9.0
8.4
请用平衡移动原理解释上表中CuSO₄的质量分数随温度升高而降低的原因．
（6）某硫酸厂为测定设备A中所得气体中SO₂的体积分数，取280mL（已折算成标准状况）气体样品与足量Fe（SO₄）₃溶液完全反应后（不考虑氧气的影响），用浓度为0.02mol/L的K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至中点，消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00mL，则接触室所得气体中SO₂的体积分数为．

工业上制备下列物质的生产流程不合理的是( )

A . 由黄铁矿制硫酸:黄铁矿 $\text{[math]}$ B . 由重晶石制可溶性钡盐:重晶石(BaSO₄) $\text{[math]}$ BaCO₃ $\text{[math]}$ BaCl₂(aq) C . 由石英砂制高纯硅:石英砂 $\text{[math]}$ 粗硅 $\text{[math]}$ SiCl₄ $\text{[math]}$ Si D . 由铝土矿冶炼铝:铝土矿 $\text{[math]}$ Al₂O₃ $\text{[math]}$ AlCl₃(aq) $\text{[math]}$ Al

工业上用黄铁矿(FeS₂)为原料制备硫酸的流程如图：

回答下列问题：

（1）在接触室中发生的反应是2SO₂+O₂ $\text{[math]}$ 2SO₃ ，该反应属于(填字母)
a.氧化还原反应 b.离子反应

c.化合反应 d.可逆反应
（2）写出Cu和浓硫酸反应的化学方程式。
（3）写出沸腾炉中发生反应的化学方程式：
（4）取硫酸产品加入蔗糖中，有“黑面包”现象发生，该过程体现出浓硫酸的性质是。
（5） SO₂可用于杀菌、消毒。葡萄酒里含有微量SO₂ ，起保鲜、杀菌和抗氧化作用，其中抗氧化作用是利用了SO₂的还原性。氯水和SO₂都有漂白性，有人为增强漂白效果，将Cl₂和SO₂混合使用，结果适得其反，几乎没有漂白效果，用离子方程式表示其原因：。

下列工业生产采取的措施能达到相应目的的是（）

选项	化学工业	措施	目的
A	合成氨	500℃左右	防止催化剂中毒
B	石油化工	裂化	提高轻质油的产量
C	工业制硫酸	V₂O₅催化	提高SO₂的转化率
D	侯氏制碱	先通CO₂	有利于CO₂充分吸收

A . A B . B C . C D . D

用硫及其化合物制硫酸的反应途径如图所示：S或FeS₂SO₂SO₃H₂SO₄ ，某些反应条件和产物已省略。下列有关说法正确的是（）

A . 途径中的每一步反应都是氧化还原反应 B . 在适当的条件下，第二步反应中SO₂的转化率可达到100% C . 在实际工业生产中通常用98.3%的浓硫酸吸收SO₃ D . 制备硫酸的反应途径可简化为SSO₃H₂SO₄

用硫及其化合物制硫酸有下列三种反应途径，某些反应条件和产物已省略，下列说法错误的是（）

途径①： $\text{[math]}$

途径②： $\text{[math]}$

途径③： $\text{[math]}$

A . 途径①的反应中体现了浓 $\text{[math]}$ 的强氧化性 B . 途径②、③的第二步反应在实际生产中可以通过增大 $\text{[math]}$ 的浓度来降低成本 C . 由途径①、②、③分别制取 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，理论上各消耗 $\text{[math]}$ S，各转移 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ D . 途径②、③比途径①污染相对小且原子利用率高，更能体现“绿色化学”的理念

下列工业生产所采取的措施和其对应目的不一致的是（）

A . 合成氨工业采用高压条件，目的是加大反应速率并促进平衡向合成氨的方向移动 B . 接触法制硫酸中，使用热交换器的目的是充分利用能源 C . $\text{[math]}$ 氧化为 $\text{[math]}$ 时需使用催化剂，这样是为了提高 $\text{[math]}$ 的转化率 D . 用氨水吸收硫酸的尾气，目的是保护环境且能够得到化肥

下列说法正确的是（）

A . 工业上将氯气通入饱和石灰水中来制备漂白粉 B . 高温下焦炭与二氧化硅反应来制取粗硅 C . 工业上可将钠与四氯化钛溶液反应来制取钛 D . 接触法制硫酸工艺中，在吸收塔内用水来吸收三氧化硫

热交换器是用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置，是对流传热及热传导的一种工业应用。下列化工生产在接触室中使用热交换器的是（）

A . 氯碱工业 B . 石油分馏 C . 硫酸工业 D . 索尔维制碱法

下列说法正确的是（）

A . 工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁 B . 接触法制硫酸时，煅烧黄铁矿以得到三氧化硫 C . 浓硝酸与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸 D . “洁厕灵”（主要成分为盐酸）和“84消毒液”（主要成分为次氯酸钠）不能混用

工业制硫酸的适宜条件不包括（）

A . 矿石粉碎成粉末可加快反应速率 B . 原料气进入转化器之前需净化处理 C . SO₂转化为SO₃时用铁触媒作催化剂 D . 用98.3%的浓硫酸吸收SO₃

沸腾炉温度/℃	600	620	640	660
炉渣中CuSO₄的质量分数/%	9.3	9.2	9.0	8.4

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