高考化学一轮复习 工业制取硫酸考点精练.docx

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高考化学一轮复习工业制取硫酸考点精练

工业制取硫酸

一．选择题（共20小题）

1．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．lmol/LH2SO4溶液可储存于铁制或铝制容器

2．下列说法不正确的是（　　）

　A．早在1000多年前，我国就已采用加热胆矾（CuSO4•5H2O）或绿矾（FeSO4•7H2O）的方法制硫酸，尽管硫酸的生产工艺几经改进，此方法仍然是工业生产硫酸的主要方法

　B．氢能是未来能源结构中最具发展潜力的清洁能源之一．目前已有专家已研究出用淀粉或纤维素与水在酶作用下转变为二氧化碳和氢气的方法制氢气．从整个循环来看，利用该方法得到的氢能来源于太阳能

　C．在现代化学工业中催化剂的应用十分普遍，对于给定条件下反应物之间能够同时发生多个反应时，理想催化剂还可以大幅度提高目标产物在最终产物中的比率

　D．有机玻璃是以有机物A（甲基丙烯酸甲酯）为单体，通过加聚反应得到，合成A的一种途经是：

CH3C≡CH+CO+CH3OH

CH2=C（CH3）COOCH3，其过程符合绿色化学的原则

3．“三酸二碱”在化工生产中有着重要的应用．下列说法正确的是（　　）

　A．在沸腾炉和接触室中，均使用过量的高压空气，以提高硫铁矿的燃烧利用率和二氧化硫的催化氧化转化率

　B．

如图是工业制盐酸的设备及其简易图

　C．氯碱工业是中国现代化工之母，其主要反应是电解海水，得到烧碱和氯气，因此称为氯碱工业

　D．合成氨工业是工业制硝酸和工业制纯碱的前提和保证，前者可为后两者共提供了不止一种原料

4．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，则在A处流出的气体为（　　）

　A．SO2B．SO3，O2C．SO2，SO3D．SO2，O2

5．如图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图，下列说法不正确的是（　　）

　A．该装置将化学能转化为电能

　B．催化剂b表面O2发生还原反应，其附近酸性增强

　C．催化剂a表面的反应是：

SO2+2H2O﹣2e﹣=SO42﹣+4H+

　D．若得到的硫酸浓度仍为49%，则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为8：

15

6．在工业常用三酸的生产中，共同点是（　　）

　A．都发生氧化还原反应

　B．都用廉价的空气作为一种原料

　C．都用了催化剂

　D．酸中的氢元素都直接来自于水

7．在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因两者都是正确的是（　　）

　A．硫铁矿燃烧前粉碎得越细越好，因为大块的硫铁矿燃烧不完全

　B．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中SO2会与杂质反应

　C．SO2氧化为SO3时需使用Fe做催化剂，这样可以无需加热

　D．用98.3%的硫酸吸收SO3，目的是为了防止形成酸雾，以便使SO3吸收完全

8．在H2SO4、HNO3、NH3的工业生产中，具有的共同点是（　　）

　A．使用H2作原料B．使用催化剂

　C．使用吸收塔设备D．使用尾气吸收装置

9．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、O2B．SO2、O2C．SO2、SO3D．O2、SO2、SO3

10．下列说法不正确的是（　　）

　A．可以利用某些炼钢废渣来生产磷肥

　B．具有永久硬度的水主要用加热的方法来进行软化

　C．硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用S03转化为H2S04时放出的热量

　D．合成氨工业原料气净化时，常用碳酸钾溶液吸收除去二氧化碳．

11．下列关于硫酸工业生产过程的叙述错误的是（　　）

　A．在接触室中使用铁粉作催化剂

　B．在接触室中运用热交换技术可充分利用能源

　C．把硫铁矿磨成细粉末，可以提高原料的利用率

　D．该反应采用450℃～500℃主要是因为该温度下催化剂活性好

12．在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明的原因二者都正确的是（　　）

　A．硫铁矿燃烧前需将矿粒粉碎，这样易于向沸腾炉中投料

　B．炉气进入接触室之前需要净化、干燥，因为炉气中的杂质易与SO2反应

　C．SO2氧化为SO3时需使用催化剂，这样可提高SO2的转化率

　D．接触室的反应温度控制在400～500℃，因为在该温度范围内催化剂的活性较高

13．下列化学工业有关设备、原料、反应条件配套的是（　　）

　A．接触法制硫酸：

氧化炉、硫铁矿、V2O5、400℃﹣500℃

　B．联合制碱法制纯碱：

吸氨塔、碳酸塔、食盐、二氧化碳、氨、30℃﹣35℃的氨化饱和食盐水吸收二氧化碳

　C．合成氨：

沸腾炉、焦炭、铁触媒、500℃

　D．氨氧化法制硝酸：

合成塔、空气、铂铑合金、800℃

14．下列说法错误的是（　　）

　A．“接触法”制H2SO4过程中，选择98%的浓硫酸作为SO3的吸收剂

　B．海水提镁的主要步骤为：

　C．侯德榜制碱法最终制得的是纯碱

　D．高炉炼铁过程中的还原剂主要是CO

15．下列说法不符合生产实际的是（　　）

　A．硫酸生产中，SO2催化氧化选择1～10MPa、400～500℃条件下进行

　B．尾气中含有少量SO2，可用石灰水吸收，然后再用硫酸处理

　C．工业上，常采用以铁为主的催化剂，在400～500℃和10～30MPa的条件下合成氨

　D．造气中产生的CO，可在催化剂作用下，与水蒸气反应生成CO2和H2

16．接触法生产H2SO4的过程中，对废气、废液、废渣和“废热”的处理正确的是（　　）

①尾气用氨水处理②污水用石灰乳处理③废渣用来炼铁、制水泥等④将“废热”通过“废热”锅炉产生蒸气发电．

　A．只有①②B．只有①③④C．只有①②③D．全部

17．下列说法不正确的是（　　）

　A．目前工业上主要采用接触法制硫酸

　B．目前工业上主要采用电解熔融的氧化镁制备镁单质

　C．“氯碱工业”是以电解食盐水为基础制取氯气和氢氧化钠的工业

　D．工业上用CO还原赤铁矿（主要成分为Fe2O3）冶炼金属铁

18．下列叙述正确的是（　　）

　A．“接触法”制H2SO4时，催化氧化阶段的反应原理为：

2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g）△H＜0

　B．海水提镁的主要步骤为：

海水

Mg（OH）2（s）

MgCl2（aq）

Mg（l）+Cl2（g）

　C．锅炉水垢的主要成分是CaCO3、Mg（OH）2、CaSO4

　D．黏土的主要成分是三氧化二铝

19．化学与人们的生产、生活密切相关．下列做法不合理的是（　　）

　A．食用松花蛋时蘸些食醋，以除去松花蛋中氨的气味

　B．接触法制硫酸为提高SO3的吸收效率，常用稀硫酸代替水吸收SO3

　C．硫酸厂生产过程的污水中含有硫酸等杂质，可用石灰乳中和处理

　D．用透析手段净化尿毒症患者的血液

20．下列说法正确的是（　　）

　A．硫酸工业制法中用水来吸收SO2

　B．石油分馏后得到的是各种纯净的烃

　C．工业上利用氯气和澄清石灰水反应来制取漂白粉

　D．氯碱工业中阳离子交换膜能阻止气体和阴离子通过

二．填空题（共5小题）

21．印尼火山喷发不仅带来壮观的美景，还给附近的居民带来物质财富，有许多居民冒着生命危险在底部的火山口收集纯硫磺块来赚取丰厚收入．硫磺可用于生产化工原料硫酸．某工厂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　　　　　　．

为使硫磺充分燃烧，经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%，为提高SO2转化率，经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍，则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为　　　　　　．假设接触室中SO2的转化率为95%，b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为　　　　　　（空气中氧气的体积分数按0.2计），该尾气的处理方法是　　　　　　．

（3）与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是　　　　　　（可多选）．

A．耗氧量减少B．二氧化硫的转化率提高C．产生的废渣减少D．不需要使用催化剂

（4）硫酸的用途非常广，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．过磷酸钙的制备

（5）矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一．在燃煤中加入适量的石灰石，可有效减少煤燃烧时SO2的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学方程式　　　　　　．

22．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　　　　　　．所得炉渣的用途有　　　　　　（填一种用途）．

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：

　　　　　　、　　　　　　．

23．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：

　　　　　　、　　　　　　．

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．

24．以黄铁矿为原料生产硫酸的主要设备是沸腾炉、（炉气精制）、接触室和吸收塔等．

（1）请写出炉气制造即沸腾炉中黄铁矿燃烧的化学方程式　　　　　　．

炉气精制的作用是将含SO2进行除法和水洗．而精制炉气即SO2的催化氧化，在接触室中进行．

A、精制炉气（含SO2体积分数为7%、O2为11%、N2为82%）中SO2平衡转化率与温度及压强关系如图1所示．在实际生产中，SO2催化氧化反应的条件选择常压、450℃左右（对应图中A点），而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件，其原因分别是　　　　　　、　　　　　　．

B、接触室中2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g），反应过程的能量变化如图2所示．

已知1molSO2（g）氧化为1molSO3（g）的△H=﹣99kJ•mol﹣1．请回答下列问题：

①图中C点表示　　　　　　，E的大小对该反应的反应热　　　　　　（填“有”或“无”）影响．该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点　　　　　　（填“升高”或“降低”）．

②反应达到平衡时，平衡常数表达式K=　　　　　　，升高温度，K值　　　　　　（填“增大”、“减小”或“不变”）；图中△H=　　　　　　kJ•mol﹣1．

（3）从吸收塔出来的气体用一定量氨水吸收，得到的铵盐产品是（NH4）2SO3和NH4HSO3的混合物．取不同质量的铵盐，分别加入xmol/L的50.00mLNaOH溶液中，经沸水浴（此温度下铵盐自身不分解）加热使氨气全部逸出，干燥后用浓硫酸完全吸收．实验数据如下：

实验次数铵盐质量（g）浓硫酸增加的质量（g）

第一次1.5700.340

第二次3.1400.680

第三次4.7100.510

第四次6.2800

①该铵盐中（NH4）2SO3和NH4HSO3的物质的量之比为　　　　　　．

②x的值为　　　　　　．

25．

（1）在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料生产SO2，反应的化学方程式为：

　　　　　　，该反应在　　　　　　中进行．

为了有利于SO2的转化为SO3，且能充分利用热能，采用了多层催化剂间有热交换器的接触室（如图）．按此密闭体系中气体的流向，则C处流出的气体为　　　　　　，A、B、C三处气体的温度由高到低的顺序为　　　　　　．

（3）在吸收塔中用　　　　　　吸收SO3，从吸收塔上部导出的气体再次通入　　　　　　，进行第二次氧化，再进行一次吸收后将尾气中很少的SO2净化回收，以防污染大气．

三．解答题（共5小题）

26．【化学选修2：

化学与技术】

（1）火山喷发所产生的硫磺可用于生产重要的化工原料硫酸．某企业用右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　　　　　　．

②为使硫磺充分燃烧，经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%．为提高SO2转化率，经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍，则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为　　　　　　．假设接触室中SO2的转化率为95%，b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为　　　　　　．（空气中氧气的体积分数按0.2计），该尾气的处理方法是　　　　　　．

③与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是　　　　　　（可多选）．

A．耗氧量减少　　　　　　B．二氧化硫的转化率提高

C．产生的废气减少D．不需要使用催化剂

硫酸的用途非常广泛，可应用于下列哪些方面　　　　　　（可多选）．

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．过磷酸钙的制备

（3）矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一．在燃煤中加入适量的石灰石，可有效减少煤燃烧时SO2的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学方程式　　　　　　．

27．以黄铁矿为原料，采用接触法生产硫酸的流程可简示如图1：

请回答下列问题：

（1）在炉气制造中，生成SO2的化学方程式为　　　　　　；

炉气精制的作用是将含SO2的炉气　　　　　　、　　　　　　和干燥，如果炉气不经过精制，对SO2催化氧化的影响是　　　　　　；

（3）精制炉气（含SO2体积分数为7%、O2为11%、N2为82%）中SO2平衡转化率与温度及压强关系如图2所示．在实际生产中，SO2催化氧化反应的条件选择常压、450℃左右（对应图中A点），而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件，其原因分别是　　　　　　、　　　　　　；

（4）在SO2催化氧化设备中设置热交换器的目的是　　　　　　、　　　　　　，从而充分利用能源．

28．火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸．某企业用如图1所示的工艺流程生产硫酸：

请回答下列问题：

（1）硫酸的用途非常广泛，可应用于下列哪些方面　　　　　　（可多选）

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．过磷酸钙的制备

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　　　　　　．

（3）如果进入接触室的混合气（含SO2体积分数为7%、O2为ll%、N2为82%）中SO2平衡转化率与温度及压强的关系如图2所示．在实际生产中，SO2催化氧化反应的条件选择常压和450℃，而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件，其原因分别是　　　　　　；　　　　　　．

（4）为使硫黄充分燃烧，经流量计l通入燃烧室的氧气过量50%；为提高SO2转化率，经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍；则生产过程中流经流量计l和流量计2的空气体积比应为　　　　　　．假设接触室中SO2的转化率为95%，b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为　　　　　　（空气中氧气的体积分数按0.2计），

（5）工业对硫酸厂尾气的处理方法一般是　　　　　　．

29．如图是某企业设计的硫酸﹣磷肥﹣水泥联产、海水﹣淡水多用、盐﹣热﹣电联产的三大生态产业链流程图．

根据上述产业流程回答下列问题：

（1）该流程①、②、③、④、⑤为能量或物质的输送，请分别写出输送的主要物质的化学式或能量形式：

①　　　　　　、②　　　　　　、③　　　　　　、④　　　　　　、⑤　　　　　　．

沸腾炉发生反应的化学方程式：

　　　　　　．磷肥厂的主要产品是普钙（磷酸二氢钙和硫酸钙），写出由磷矿石和硫酸反应制普钙得化学方程式　　　　　　．

（3）用1吨硫铁矿（FeS2的质量分数为36%）接触法制硫酸，制硫酸的产率为65%，则最后能生产出质量分数为98%的硫酸　　　　　　吨．

（4）热电厂的冷却水是　　　　　　，该流程中浓缩盐水除提取盐以外还可提取的物质有　　　　　　（写出一种即可）．

（5）根据现代化工厂设计理念请提出高炉炼铁厂废气、废渣及多余热能的利用设想．　　　　　　，　　　　　　（写出两点即可）．

30．以黄铁矿（主要成分是FeS2）为原料生产硫酸的工艺流程图如图：

（1）依据工艺流程图判断下列说法不正确的是（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．排出的矿渣可供炼铁

D．使用催化剂能提高SO2的化学反应速率和转化率

E．设备I生成的气体经净化的主要目的是防止催化剂中毒

F．热交换器的目的是使SO2的热量传递给SO3，有利于SO2的氧化和SO3的吸收

设备Ⅰ的名称为　　　　　　，燃烧黄铁矿的化学方程式为　　　　　　．

（3）设备Ⅱ为接触室，采用常压而不采用高压的原因是　　　　　　．在生产中，为提高催化剂效率采取的措施有　　　　　　．

（4）设备Ⅲ为吸收塔，从顶部喷淋　　　　　　吸收SO3，得到　　　　　　，不用水吸收SO3是为了　　　　　　．吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是　　　　　　．

（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．SO2既可作为原料循环再利用，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　　　　　　．

工业制取硫酸

参考答案

一．选择题（共20小题）

1．D2．A3．D4．D5．B6．A7．D8．B9．D10．BC11．A12．D13．B14．B15．A16．D17．B18．C19．B20．D

二．填空题（共5小题）

21．热交换器使浓H2SO4与SO3充分接触6：

50.41%用氨水吸收ABCDCaCO3

CaO+CO2↑、SO2+CaO═CaSO3、2CaSO3+O2═2CaSO4

22．沸腾炉将固体物质粉碎，可增大接触面积，加快反应速率，使黄铁矿反应更充分炉渣中含Fe2O3，含铁量较高，经处理后常用作炼铁的原料催化剂中毒98.3%的浓硫酸aCa（OH）2+SO2=CaSO3↓+H2OCaSO3+H2SO4

CaSO4+SO2↑+H2O

23．2（NH4）2SO3+O2═2（NH4）2SO42NH4HSO3+O2═2NH4HSO4反应吸热（NH4）2SO3•H2O防止亚硫酸铵被氧化BC

24．4FeS2+11O2

2Fe2O3+4SO2不选B点，因为压强越大对设备的投资大，消耗的动能大；SO2原料的转化率在1个大气压下的转化率已是97%左右，再提高压强，SO2的转化率提高的余地很小，所以采用1个大气压不选择C点，因为温度越低，SO2转化率虽然更高，但催化剂的催化作用受影响，450℃时，催化剂的催化效率是高．故选择A点，不选C点．生成物能量无降低

减小-1982：

11.225．4FeS2+11O2

2Fe2O3+8SO2沸腾炉SO3、SO2、O2C、B、A98%浓硫酸氧化炉

三．解答题（共5小题）

26．热交换器使浓H2SO4与SO3充分接触6：

50.41%用氨水吸收ABCDCaCO3═CaO+CO2↑、SO2+CaO═CaSO3、2CaSO3+O2═2CaSO4

27．4FeS2+11O2

2Fe2O3+8SO2除尘水洗矿尘、砷、硒等化合物使催化剂中毒，水蒸气对设备和生产有不良影响不选择B点，因为压强越大对设备的投资大，消耗的动能大，SO2原料的转化率已是97%左右，再提高压强，SO2的转化率提高的余地很小，所以采用1个大气压不选择C点，因为温度越低，SO2转化率虽然更高，但催化作用受影响，450℃时，催化剂的催化效率最高，故不选C点利用反应放出的热量预热原料气上层反应气经热交换器温度降到400～500℃进入下层使反应更加完全28．BCD热交换器增大三氧化硫与浓硫酸的接触面，有利于三氧化硫的吸收不选B点，压强越大对设备的投资越大，消耗的动能大，SO2的转化率在1个大气压时，已经很高了，再提高压强SO2的转化率提高不大不选C点，因为C点温度低，SO2的转化率虽然很高，但是催化剂的催化效率降低，450℃时催化剂的催化效率最高，所以选择A点，不选择C点6：

50.39%用氨水来吸收29．Fe2O3电能热能SO2浓H2SO44FeS2+1102

2Fe2O3+8SO2Ca3（PO4）2+2H2SO4=Ca（H2PO4）2+2CaSO40.39海水镁或溴废气（主要是高炉煤气）经除尘后可作为热风炉、加热炉和锅炉等燃料废渣（主要成分是硅酸钙等），可用作水泥生产原料30．DF沸腾炉4FeS2+11O2

2Fe2O3+8SO2常压时SO2的转化率已经很高，采用高压对SO2的转化率提高不多却会大大增加设备成本净化气体、控制温度在400～500℃；增大催化剂与反应气体的接触面积等98.3%的硫酸发烟硫酸（或浓硫酸）避免产生酸雾降低吸收效率增加SO3与浓硫酸的接触面，有利于SO3的吸收SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-