硫酸是极其重要的化工原料,在工业、农业、医药、军事等领域应用广泛。工业上通常用接触法制硫酸,主要原料是硫铁矿和空气。接触法制硫酸的生产过程大致可分为三个阶段:①

硫酸是极其重要的化工原料,在工业、农业、医药、军事等领域应用广泛。工业上通常用接触法制硫酸,主要原料是硫铁矿和空气。接触法制硫酸的生产过程大致可分为三个阶段:①

题型:不详难度:来源:
硫酸是极其重要的化工原料,在工业、农业、医药、军事等领域应用广泛。工业上通常用接触法制硫酸,主要原料是硫铁矿和空气。接触法制硫酸的生产过程大致可分为三个阶段:①二氧化硫的制取和净化;②二氧化硫转化为三氧化硫;③三氧化硫的吸收和硫酸的生成。
问题1:设空气中N2、O2的含量分别为0.80和0.20(体积分数),则110 L空气和足量的FeS2完全反应后,气体体积(同温同压)变为L。
问题2:为了防止环境污染并对尾气进行综合利用,硫酸厂常用氨水吸收尾气中的SO2、SO3等气体,再向吸收液中加入浓硫酸,以制取高浓度的SO2及(NH42SO4和NH4HSO4固体。
为了测定上述(NH42SO4和NH4HSO4固体混合物的组成,现称取该样品四份,分别加入相同浓度的NaOH溶液50.00 mL,加热至120 ℃左右,使氨气全部逸出〔(NH42SO4和NH4HSO4的分解温度均高于200 ℃〕,测得有关实验数据如下(标准状况):
实验序号
样品的质量/g
NaOH溶液的体积/mL
氨气的体积/L
1
3.62
50.00
0.896
2
7.24
50.00
1.792
3
10.86
50.00
2.016
4
14.48
50.00
1.568
(1)由1组数据直接推测:用1.81 g样品进行同样实验时,生成氨气的体积(标准状况)为             L。
(2)试计算该混合物中(NH42SO4和NH4HSO4的物质的量之比为          
(3)求所用NaOH溶液的物质的量浓度。(写出计算过程)
答案
问题1:104
问题2:(1)0.448  (2)1∶2 (3)3.00 mol·L-1
解析
问题1:由题意,空气中O2的含量为0.20,则110 L空气中V(O2)="110" L×0.20="22" L。
4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
11 L                8 L
22 L               V(SO2)
V(SO2)="16" L,则反应后气体体积V(N2)+V(SO2)="110" L×80%+16 L="104" L
问题2:由题给数据,第2组样品质量是第1组的2倍,产生NH3体积也是第1组的2倍;第3组样品质量是第1组的3倍,但产生NH3体积小于第1组的3倍,则NaOH溶液在第1、2组中足量,在第3组中不足。
(1)用1.81 g样品进行实验,NaOH过量,产生的NH3体积应为第1组的,即生成NH3的体积为0.448 L。
(2)计算(NH42SO4与NH4HSO4的物质的量之比,应根据第1组或第2组数据计算。
(NH42SO4~2NH3          NH4HSO4~NH3
设(NH42SO4物质的量为x,NH4HSO4物质的量为y,则有:
 
n〔(NH4)2SO4〕∶n(NH4HSO4)=1∶2
(3)NaOH溶液的物质的量浓度应根据第3组或第4组数据计算,当NaOH不足时,NaOH先中和NH4HSO4电离出的H+,然后再和反应。
由(2)可知第3组中n〔(NH42SO4〕="0.03" mol,n(NH4HSO4)="0.06" mol,则NH4HSO4电离的n(H+)="0.06" mol
H+~OH-    ~OH-~NH3
n(NaOH)=n(OH-)=n(H+)+n(NH3)="0.06" mol+="0.15" mol
c(NaOH)=="3.00" mol·L-1
举一反三
2007年徐州市区空气质量良好以上天数达到了312天,成为近年来“蓝天”最多的一年。作为产煤较多和机动车数量快速增长的地区,徐州市区空气中二氧化硫和氮氧化物含量控制的任务依然艰巨。请回答下列问题:


(1)燃烧化石燃料排放的烟气中含有NOX和S02。含有碱的黄磷乳浊液 能够同时去除NOX和S02,这是由美国科学家研发的,命名为
PhoSNOx法。在该方法最后阶段NO2--与HSO3--反应生成(NH4)2SO4
其离子方程式为                          
(2)工业上将S02转化为SO3是在接触室(如右图)里进行的,中部是一 个热交换器,它是用导热性能好的管状材料制成。温度低的气体A 从管外流过;经上层催化反应后的热气体从管内流过,通过导热材料进行气体与气体的热交换。 中学化学实验中也有许多需要进行热交换,下列实验中需要进行热交换的(直接加热除外)是   (填字母)。
A.粗盐的提纯B.实验室制取少量蒸馏水
C.测定中和反应过程中溶液pH的变化
D.制取乙酸乙酯 E.酚醛树脂的制取
(3)一定条件下,N02和S02很容易发生反应生成NO和SO3(g)。现将
NO和S02的混合气体通入容积为50 ml的容器中,充满后用带有导
管的塞子密封,则再向该容器中通入O2的体积V在       mL范
围内才能保持容器内的压强不变(设气体体积均在相同条件下测定,
且不考虑NO2转化为N204)。
(4)将盛有x molNO和y mol NO2的混合气(标准状况)的试管倒扣在足量
的水中,通入O2可以使水充满试管。请在右面的坐标图中大致画出不
断通人氧气的过程中溶液的pH与V(O2)的关系曲线(设生成的硝酸均在试管内)。
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小刚同学探究二氧化硫分别与BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液反应的实验。
(1)少量SO2通入到Ba(OH)2溶液中的离子反应方程式为               ,过量的SO2通入到Ba(OH)2溶液中的离子反应方程式为                            
(2)请回答有关问题。小刚同学将SO2通入到BaCl2溶液中,出现了异常现象,看到了明显的白色沉淀,为探究该白色沉淀的成分,他设计了如下实验流程:
  
则操作①的名称为              ,试剂A的化学式为              
(3)实验表明,小刚加入试剂A后,白色沉淀未见溶解,则该白色沉淀的成分是______(填化学式),则产生该白色沉淀的离子方程式是__    _         ___。
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用黄铁矿可以制取 H2SO4,再用 H2SO4可以制取化肥(NH4)2SO4。煅烧含 FeS2 80.2% 的黄铁矿 75.0 t,最终生产出 79.2 t(NH4)2SO4。已知 NH3的利用率为 92.6%,H2SO4的利用率为 89.8%,试求黄铁矿制取 H2SO4时的损失率。
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在 O2中燃烧 0.22 g 硫和铁组成的化合物,使其中的硫全部转化为 SO2,将这些 SO2全部转化为 SO3,生成的 SO3完全被 H2O 吸收。所得 H2SO4可用 10.0 mL 0.50 mol·L-1的 NaOH(aq)完全中和,则原化合物中硫元素的质量分数为_________。
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向一个小烧杯中加入20克蔗糖,加3~4滴水,再加入20ml浓硫酸,观察到的实验现象是:烧杯发热、蔗糖变黑、体积膨胀,变成疏松多孔的海棉状的炭,并放出有制激性气味的气体。这个过程表现出浓硫酸的特性是           。
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