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S
题型:呼和浩特一模难度:来源:
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)工业制备硫酸时硫铁矿燃烧的设备是______,反应的化学方程式为______. (2)将尾气通入氨水中,能发生多个反应,写出其中可能发生的任意一个氧化还原反应的化学方程式:______. (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.KMn04溶液、稀H2SO4 C.碘水、淀粉溶液 D.氨水、酚酞试液 (4)在制各硫酸的过程中,对废液、废热和废渣的处理正确的是:______. a.污水用石灰乳处理 b.废渣用来造水泥、炼铁 c.设置“废热”锅炉产生蒸气来供热或发电. |
答案
(1)工业上制硫酸的主要反应如下:4FeS2+11O2═2Fe2O3+8SO2(在沸腾炉中反应);2SO2+O22SO3(在接触室内反应);SO3+H2O═H2SO4(在吸收塔内反应); 故答案为:沸腾炉;4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2; (2)将尾气通入氨水中,尾气中的SO2与氨水反应,氨水少量时:SO2+NH3•H2O=NH4HSO3;氨水过量时:SO2+2NH3•H2O=(NH4)2SO3+H2O,生成的盐中硫的化合价为+4价,遇氧化剂氧气能升高到+6价.故答案为:2(NH4)2SO3+O2═2(NH4)2SO4或2NH4HSO3+O2═2NH4HSO4; (3)A、二氧化硫和氢氧化钠溶液反应生成的亚硫酸钠溶液中亚硫酸根离子水解显碱性,故A不符合; B、KMnO4溶液、稀H2SO4 与二氧化硫反应的方程式为:5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++4H++5SO42-,二氧化硫气体和高锰酸钾反应,高锰酸钾溶液紫红色褪去,故B符合; C、碘与二氧化硫发生氧化还原的方程式为:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,碘消耗完,淀粉因没有碘单质不再显蓝色,故C符合; D、氨水、酚酞试液,氨水和二氧化硫反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵和二氧化硫和水又能反应生成亚硫酸氢铵,有两步反应,所以无法准确测定尾气中SO2含量,故D不符合; 故答案为:BC. (4)a、石灰乳是随处都很容易得到对于污水,我们的目的只是消除有害物质,所以成本是优先考虑,故a正确; b、废渣用来造水泥、炼铁,废渣的主要是铁的氧化物和一些硅酸盐,可以用来炼铁,制水泥,故b正确; c、设置“废热”锅炉产生蒸气来供热或发电,减少资源浪费,变废为宝,资源合理利用,故c正确; 故选abc; |
举一反三
SO2是常见的大气污染物之一,我国规定空气中S02的含量不得超过O.02mg•L-1.下列措施中,不能减少SO2排放量的是( )A.用天然气代替煤炭作民用燃料 | B.大力植树造林 | C.硫酸厂采取措施提高尾气的吸收率 | D.燃煤中加入生石灰 | 目前没有列入我国空气质量报告的是( )A.二氧化碳 | B.二氧化硫 | C.可吸入颗粒物 | D.二氧化氮 | 近年来,为提高能源利用率,西方提出共生系统.特指为提高经济效益,人类生产活动尽可能多功能化.共生工程将会大大促进化学工业的发展. (1)由于共生工程的应用,利用发电厂产生的SO2制成自发电池,其电池反应方程式为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,该电池电动势为1.06V.实际过程中,将SO2通入电池的______极(填“正”或“负”),负极反应式为______.用这种方法处理SO2废气的优点是______. (2)以硫酸工业的SO2尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料,可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质.合成路线如图:
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①生产中,向反应II中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质,其目的是______. ②下列有关说法正确的是______. A.反应Ⅰ中需鼓入足量空气,以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙 B.反应III中发生反应的化学方程式为CaSO4+4CCaS+4CO↑ C.反应IV需控制在60~70℃,目的之一是减少碳酸氢铵的分解 D.反应V中的副产物氯化铵可用作氮肥 ③反应V中选用了40%的乙二醇溶液,温度控制在25℃,此时硫酸钾的产率超过90%,选用40%的乙二醇溶液原因是______. ④(NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮,将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氮肥,形成共生系统.写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式______. | 面对全球近期的气候异常,环境问题再次成为焦点.SO2、NOx、CO2是对环境影响较大的气体,对他们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径. (1)下列措施中,有利于降低大气中的SO2、NOx、CO2浓度的有______(选填字母). a.减少化石燃料的使用,加快开发和利用风能、氢能等新能源 b.使用无磷洗涤用品,减少含磷废物的排放 c.多步行或乘公交车,少用专车或私家车 d.在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水 (2)用甲醇替代作为汽车燃料可降低汽车尾气污染.已知用合成气(CO和H2)合成1mol液态甲醇吸收热量为131.9kJ,2H2(g)+CO2(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-594.1kJ/mol,请写出液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式______. (3)现欲以如图所示装置用电化学原理将CO2、SO2转化为重要化工原料. ①若A为CO2,B为H2,C为CH3OH则通入H2的一极为______极; ②若A为SO2,B为O2,C为H2SO4,则负极的电极反应式为______. (4)①已知:密闭容器中,17℃、1.01×105Pa条件下,2NO2(g)⇌N2O4(g)△H<0的平衡常数K=13.3. 当此反应达到平衡时,若c(NO2)=0.030mol/L,则c(N2O4)=______(保留两位有效数字); ②若改变上述体系的某个条件,达到新的平衡后,测得混合气体中c(NO2)=0.04mol/L,c(N2O4)=0.007mol/L,则改变的条件是______.![魔方格](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200113/20200113161949-97562.png) | CO2、SO2、NOx是重要的非金属氧化物,与我们的生存环境息息相关. (1)SO2、NOx是形成酸雨和光化学烟雾的环境污染性气体,研究发现,空气中少量的 NO2能参与硫酸型酸雨的形成,反应过程如下: ①SO2+NO2=SO3+NO ②SO3+H2O=H2SO4 ③2NO+O2=2NO2. 则NO2在上述过程中的作用与H2SO4在下述变化中的作用相似的是______. A.潮湿的氯气通过盛有浓H2SO4的洗气瓶 B.硫化氢通入浓H2SO4中 C.亚硫酸钠固体中加入H2SO4 D.制备乙酸乙酯时加入浓H2SO4 (2)CO2可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3. ①Na2CO3俗称纯碱,因CO32-水解而使其水溶液呈碱性,试写出CO32-水解的离子方程式(忽略第二步水解)______,其水解反应的平衡常数(即水解常数)的表达式为Kh=______. ②已知25℃时,Kh=2×10-4mol/L,则当溶液中c(HCO3-):c(CO32-)=2:1时,试求溶液的pH=______. ③0.1mol/L Na2CO3溶液中c(OH-)-c(H+)=______[用含c(HCO-3)、c(H2CO3)的关系式表示]. (3)汽车尾气的主要成分是一氧化碳和氮氧化物,治理尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生如下反应: 2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g);△H<0. 若在一定温度下,将2molNO、lmolCO充入固定容积的容器中,反应过程中各物质的浓度变化如图所示.则从开始到达到平衡状态的过程中,平均反应速率v(CO2)=______(结果保留两位有效数字).该温度下,反应的化学平衡常数为:K=______(用分数表示).20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如图所示的变化,则改变的条件可能是______(填字母). ①加入催化剂 ②降低温度 ③缩小容器体积 ④增加CO2的物质的量 A.只有①B.只有②C.只有③D.只有④![魔方格](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200113/20200113161943-93812.png) |
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