[化学——选修化学与技术](15分)硫酸是工业生产中最为重要的产品之一。(1)工业上制硫酸主要分为_________、________、_________三个阶
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[化学——选修化学与技术](15分)硫酸是工业生产中最为重要的产品之一。(1)工业上制硫酸主要分为_________、________、_________三个阶
题型:不详
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[化学——选修化学与技术](15分)
硫酸是工业生产中最为重要的产品之一。
(1)工业上制硫酸主要分为_________、________、_________三个阶段。
(2)下列是第二阶段反应的有关实验数据,请选择最合适的生产条件____________。
(3)现在欲提高反应速率和SO
2
的转化率,下列措施可行的是( )
A.向装置中通入氮气且保持体积不变
B.向装置中通入氧气且保持体积不变
C.添加更多的催化剂
D.降低温度,及时转移SO
3
(4)硫酸生产的尾气中含有少量SO
2
,可有石灰水吸收后,再用硫酸处理。此过程涉及的化学反应方程式为__________________,______________。
(5)若进入第二阶段所用设备中气体的体积分数为:SO
2
7%、O
2
11%、N
2
82%。现有100体积这样的混合气体在反应后变成96.7体积,则反应后混合气体中N
2
和SO
3
的体积比为___________,此时SO
2
转化率为__________。
答案
(1)造气 接触氧化 吸收(各1分)
(2)400 0.4Mpa (或常压)(各1分) (3)B(2分)
(4)SO
2
+Ca(OH)
2
=CaSO
3
+H
2
O CaSO
3
+H
2
SO
4
=CaSO
4
+SO
2
+H
2
O
(5)410:33(或82:6.6) 94.3%(各2分)
解析
(1)考查工业制硫酸的原理。工业上制硫酸主要分为造气、接触氧化、吸收三个阶段。
(2)根据表中数据可知,温度越高转化率越低,所以综合考虑温度对反应速率、化学平衡及催化剂的活性等,选择400℃。压强越大转化率越高,但压强太高,对设备的要求更高,且再常压下反应物的转化率已经很高,所以采用常压即可。
(3)A中反应物的浓度不变,反应速率和转化率都不变。增大氧气都浓度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,转化率增大,B正确。催化剂只能改变反应速率,但不能影响平衡状态,C不正确。降低温度反应速率降低,D不正确,答案选B。
(4)SO
2
是酸性氧化物,能和石灰水反应,生成亚硫酸钙。亚硫酸钙和硫酸反应又产生SO
2
,有关方程式为SO
2
+Ca(OH)
2
=CaSO
3
+H
2
O、CaSO
3
+H
2
SO
4
=CaSO
4
+SO
2
+H
2
O。
(5)考查根据方程式的有关计算,反应的方程式为
2SO
2
+O
2
2SO
3
△V
2 1 2 1
6.6 3.3 6.6 100-96.7=3.3
所以反应后混合气体中N
2
和SO
3
的体积比为82︰6.6
SO
2
的转化率是6.6÷7×100%=94.3%。
举一反三
(10分)某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)制备纯净的
。
I.取工业硫酸铜固体,用稀硫酸溶解,过滤。
II.向滤液中滴加
溶液,稍加热。
III.向II的溶液中加入
粉末至
为
。
IV.加热煮沸,过滤,滤液用稀硫酸酸化至
。
V. 加热浓缩、冷却结晶、过滤,得晶体。
已知部分阳离子生成氢氧化物的
如下表:
物质
开始沉淀
2.7
7.6
4.7
完全沉淀
3.7
9.6
6.7
(1)II中发生反应的离子方程式是
。
(2)II中将
氧化为
的目的是
。
(3)用
(铁氰化钾)验证II中
是否转化完全的现象是
。
(4)III中发生反应的离子方程式是
。
(5)应用化学平衡移动原理解释IV中“滤液用稀硫酸酸化”的原因
。
题型:不详
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下列变化中,属于物理变化的是( )
①石油的分馏 ②煤的干馏 ③石油的裂化 ④铝热反应⑤由乙烯变为聚乙烯
⑥氧气转变为臭氧⑦乙烯催熟果实 ⑧苯遇溴水 ⑨海水蒸馏法制取淡水
A.①②③④
B.①②⑤⑦
C.①⑧⑨
D.①②⑥⑨
题型:不详
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(16分)氯碱工业是最基本的化学工业之一,它的产品除应用于化学工业本身外,还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。
⑴以前采用无隔膜电解冷的食盐水时,Cl
2
会与NaOH接触,产物中肯定有NaClO,从而影响产品的纯度。能包含这一过程的总反应方程式为
⑵现代氯碱工业多采用隔膜法进行电解,即用隔膜将电解槽分隔成阳极区和阴极区,则从阴极区排出的是
,电解时用盐酸控制阳极区的PH在2~3,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用:
(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①分析比较图中氢氧化鈉质量分数大小:a%
(填“>”、“<”或“=”) b%, 理由是
②这样设计的主要节(电))能之处在于
(至少写一处)
⑷科研人员为减少火力发电厂对环境的污染,曾经考虑让火力发电厂和氯碱厂进行就近联合。请你判断该方案是否可行?
(填可行或不可行),理由是
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下列化工生产原理正确的是( )
①可以用电解熔融的氯化钠的方法来制取金属钠
②可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁
③电冶铝时,原料是氯化铝
④炼铁高炉中所发生的反应都是放热的,故无需加热
A.②③
B.①③
C.①
D.②③④
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(12分)CoCl
2
H
2
O在加热时会逐步失水,并呈现不同的颜色,实验室里可以制成变色硅胶,用以干燥并验证水份。以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl
2
H
2
O的一种新工艺流程如下图:
已知:
①钴与盐酸反应的化学方程式为:Co+2HCl=CoCl
2
+H
2
②CoCl
2
·6H
2
O熔点86℃,易溶于水、乙醚等;常温下稳定无毒,加热至110~120℃时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物
开始沉淀
2.3
7.6
3.4
完全沉淀
4.1
9.2
5.2
请回答下列问题:
(1)写出加入过氧化氢时溶液中发生的离子反应方程式:__________
(2)加入碳酸钠调节pH至a,a的范围是__________;
(3)最合适的试剂X是__________
(4)操作I包含3个基本实验操作,它们是__________、__________和减压过滤。
(5)制得的CoCl
2
·6H
2
O需减压烘***原因是__________。
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