工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行,即煅烧、催化氧化、吸收。请回答下列问题:(1)煅烧黄铁矿形成的炉气必须经除尘、洗涤、干燥后进入        

工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行,即煅烧、催化氧化、吸收。请回答下列问题:(1)煅烧黄铁矿形成的炉气必须经除尘、洗涤、干燥后进入        

题型:不详难度:来源:
工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行,即煅烧、催化氧化、吸收。请回答下列问题:
(1)煅烧黄铁矿形成的炉气必须经除尘、洗涤、干燥后进入           (填设备名称),其主要目的是                
(2)催化氧化所使用的催化剂钒触媒(V2O5)能加快二氧化硫氧化速率,此过程中产生了一连串的中间体(如图1)

其中a、c二步反应的化学方程式可表示为:                    
(3)550℃时,SO2转化为SO3的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图2所示,

则:将2.0mol SO2和1.0mol O2置于5L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10M Pa,A与B表示不同压强下的SO2转化率,通常情况下工业生产中采用常压的原因是:       
(4)为循环利用催化剂,科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,回收率达91.7%以上。已知废钒催化剂中含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣,查阅资料知:VOSO4可溶于水,V2O5难溶于水,NH4VO3难溶于水。该工艺的流程如图如下:

则反应①②③④中属于氧化还原反应的是           (填数字序号),反应①的离子方程式为                                       ,该工艺中反应③的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一,沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度。根据下图试建议控制氯化铵系数和温度:                      

答案
(1)接触室   防止催化剂中毒
(2)SO2+V2O5SO3+V2O4        VOSO4+O22V2O5+4SO3
(3)在常压下SO2就可以达到较高的转化率
(4)①②  V2O5+SO32+4H+=2VO2++SO42+2H2O      4     80℃
解析
(1)黄铁矿燃烧生成的二氧化硫气体为防止催化剂中毒,经过除尘、洗涤、干燥后进入接触室催化氧化为三氧化硫;
(2)从已知信息知,V2O5起催化作用,a中V2O5变成了V2O4,说明V化合价降低,所以S元素的化合价升高,则发生的反应是SO2+V2O5SO3+V2O4,同理在c中,V的化合价升高,则O元素的化合价降低,则发生的反应是VOSO4+O22V2O5+4SO3
(3)二氧化硫催化氧化是气体体积减少的放热反应,依据化学平衡移动原理可知温度越低,压强越大,平衡越向正向进行,二氧化硫的转化率越大,但通过图象分析在常压下,二氧化硫的转化率已经很大,增大压强对提高二氧化硫的转化率提高不大,但增大压强会对设备有更高的要求,增加成本,所以通常情况下工业生产中采用常压;
(4)由所给的图示可知,属于氧化还原反应是①②;已知VOSO4可溶于水,V2O5难溶于水,废钒催化剂中含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣水浸过滤后,得到的滤渣为不溶性杂质和V2O5,滤液为VOSO4的溶液,滤渣的成分是V2O5,在酸性条件下,亚硫酸根离子具有还原性,所以发生的反应是V2O5+SO32+4H+=2VO2++SO42
(5)已知VOSO4可溶于水,V2O5难溶于水,NH4VO3难溶于水,①中加入亚硫酸钠的作用是还原V2O5为溶于水的VOSO4;②加入KClO3的目的,根据流程物质的变化可知将VOSO4氧化为(VO2)2SO4;③根据NH4VO3难溶于水,利用复分解反应沉淀VO3-,不是氧化还原反应,⑤NH4VO3变为V2O5是化合价不变的分解反应,不是氧化还原反应;沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度,依据图象可知,温度80°C时的沉钒率最高为98%,在氯化铵系数图象中对应沉钒率98%时控制氯化铵系数为4和80℃。
举一反三
煤是重要的能源,也是化工生产的重要原料。
(1)煤燃烧产生的废气直接排放到空气中,可能导致的环境污染问题是_______。
(2)下图是对煤矿燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的流程示意图。
①废气脱硫过程中,主要反应的化学方程式为______________、_____________;
②在煤矿中直接添加一种物质,可有效减少煤矿燃烧产生的SO2,该物质是___;
③石膏的工业生产中的用途是_________________(写出一种用途即可)。
(3)煤经过___________(填加工方法)可以得到焦炉煤气、煤矿焦油和焦炭。煤焦油经过_______(填加工方法)可得到芳得族化合物。煤矿也可以用氢化法转化燃油,氢化法的本质是______________。
(4)煤可以液化转化为CH3OH,有人设计出在KOH溶液中用电极表面镀一层细小的铂粉做电极,铂吸附气体的能力强,性质稳定,利用CH3OH和O2构成的燃料电池的能量转化主要形式是   ,负极反应式为     ,电极表面镀铂粉的原因为          
题型:不详难度:| 查看答案
(1)纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”(侯氏制碱法)两种工艺。
①“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物,写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式    
②写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式________________。
③CO2是制碱工业的重要原料,“联合制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同______________________________________;
(2)钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。
① 炼钢时,加入硅、锰和铝的目的是_______________________。
② 不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹____(填“前”或“后”)加入。
③ 炼铁和炼钢生产中,尾气均含有的主要污染物是________。从环保和经济角度考虑,上述尾气经处理可用作_________。
题型:不详难度:| 查看答案
环境与可持续发展是现在国际的主题,利用海水是可持续发展的一个任务,对于海水的利用认识错误的是
A.海水中有大量人类需要的物质,人类可以大量开发海水中的物质,以满足资源短缺的问题
B.海水可以成为廉价的能源基地,但不能开发过度,要适度使用和开发
C.可以用太阳能电解海水以获取氢能源
D.人类在利用海水时要兼顾海洋生物和海洋生态平衡

题型:不详难度:| 查看答案
下列金属冶炼的反应原理,正确的是

题型:不详难度:| 查看答案
人类认识和使用金属的先后与金属活动性有关,试推测人类发现和使用下列金属的先后顺序是
A.Fe、Cu、Zn、Al B.Cu、Fe、Al、Zn
C.Al、Zn、Fe、CuD.Cu、Fe、Zn、Al

题型:不详难度:| 查看答案
最新试题
热门考点

超级试练试题库

© 2017-2019 超级试练试题库,All Rights Reserved.