高中化學 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 4.1.2 硫酸的工業(yè)制法練習 蘇教版必修1

4.1.2 硫酸的工業(yè)制法1.在硫酸工業(yè)生產中，SO3的吸收過程是在吸收塔(如右圖)中進行的，吸收塔里還裝入了大量瓷環(huán)。下列有關說法不正確的是()A從處通入SO3，整個吸收操作采取逆流的 形式B從處噴下98.3%的硫酸，瓷環(huán)的作用是增大接觸面積C從處導出的氣體只含有少量SO2，可直接排入大氣D從處流出的是可用水或稀硫酸稀釋的硫酸【解析】SO3的吸收通常使用98.3%的硫酸，不用水或稀硫酸，原因是用水或稀硫酸吸收SO3時容易形成酸霧，吸收速率慢，且不利于SO3的完全吸收。氣體的吸收常采用逆流原理，這樣有利于氣、液的充分接觸，吸收效果好。從吸收塔上部導出的氣體是N2、沒有起反應的O2和少量SO2，直接排入大氣會污染環(huán)境，所以應用吸收劑吸收或循環(huán)使用?！敬鸢浮緾2工業(yè)制H2SO4的生產中，下列措施有利于提高SO2轉化率的是()V2O5作催化劑通入O2過量兩次氧化SO2、O2循環(huán)使用通過熱交換器進行熱交換通入過量SO2ABC D【解析】使用V2O5作催化劑只能提高化學反應速率，對SO2的轉化率沒有影響；通入過量的SO2不但不能提高轉化率，反而轉化率降低了。【答案】B3填寫下表步驟裝置反應原理SO2的生成SO2的氧化SO3的吸收【答案】沸騰爐4FeS211O28SO22Fe2O3接觸室2SO2O22SO3吸收塔SO3H2O=H2SO4知識點2硫酸的性質4向鹽酸中加入濃H2SO4時，會有白霧生成，不是導致產生該現(xiàn)象的原因的是()A濃H2SO4具有脫水性B濃H2SO4具有吸水性C鹽酸具有揮發(fā)性D氣態(tài)溶質的溶解度隨溫度的升高而降低【解析】濃硫酸具有吸水性且溶于水放熱，加快了鹽酸的揮發(fā)。【答案】A5(雙選)下列反應中，濃硫酸既表現(xiàn)強氧化性，又表現(xiàn)酸性的是()A2NaCl(固體)H2SO4(濃)Na2SO42HClBC2H2SO4(濃)CO22SO22H2OCCu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2OD2FeO4H2SO4(濃)=Fe2(SO4)3SO24H2O【解析】A項體現(xiàn)的是濃硫酸的高沸點酸的性質；B項體現(xiàn)了濃硫酸的強氧化性；C、D項體現(xiàn)了濃硫酸的強氧化性和酸性。【答案】CD6下列離子方程式中，不正確的是()A氫氧化銅與硫酸反應Cu(OH)22H=Cu22H2OB鐵與稀硫酸反應2Fe6H=2Fe33H2C氯化鋇溶液與硫酸反應Ba2SO=BaSO4D氧化銅與硫酸反應CuO2H=Cu2H2O【答案】B7蘸有濃H2SO4的紙片或火柴梗會變黑，主要是由于濃硫酸具有()A吸水性 B脫水性C強氧化性 D強酸性【解析】紙片或火柴梗是由C、H、O三種元素組成的，由于濃H2SO4具有脫水性，會使其中的H和O以H2O的形式脫去，從而剩下C，因此顯黑色?！敬鸢浮緽8根據下列化學反應和事實，說明反應利用了硫酸的什么性質，將表示性質的選項的字母填在各小題的橫線上。A不揮發(fā)性 B酸性C吸水性 D脫水性E強氧化性 F強酸性(1)濃硫酸可作氣體干燥劑_；(2)蔗糖中加濃H2SO4產生“黑面包”現(xiàn)象_；(3)2NaClH2SO4(濃)Na2SO42HCl_；(4)ZnH2SO4(稀)=ZnSO4H2_；(5)Na2SO3H2SO4(稀)=Na2SO4SO2H2O_；(6)Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O_；(7)C2H2SO4(濃)2SO22H2OCO2_?！窘馕觥?1)用濃H2SO4來干燥氣體是利用了濃H2SO4的吸水性。(2)蔗糖中加濃H2SO4，由于濃H2SO4具有脫水性而使蔗糖“炭化”。(3)利用濃H2SO4的強酸性和不揮發(fā)性來制取揮發(fā)性的強酸。(4)利用稀H2SO4的酸性，與Zn反應制取H2。(5)因H2SO4的酸性大于H2SO3，故可用稀H2SO4來制取SO2。(6)Cu與濃H2SO4反應時既利用了濃H2SO4的強氧化性，又利用了濃H2SO4的酸性。(7)C與濃H2SO4共熱反應是利用了濃H2SO4的強氧化性?！敬鸢浮?1)C(2)D(3)A、F(4)B(5)F(6)B、E(7)E鞏固提升1(2015浙江省學業(yè)水平考試模擬)在稀釋濃硫酸的過程中，一定沒有涉及到的儀器是()【解析】容量瓶是用來準確配制溶液的儀器，在硫酸的稀釋過程中沒有涉及?！敬鸢浮緾2在硫酸的工業(yè)制法中，下列生產操作與該生產操作的主要原因都正確的是()A硫鐵礦燃燒前要粉碎，因為大塊硫鐵礦不能燃燒B從沸騰爐出來的氣體需凈化，因為爐氣中的SO2會與雜質反應CSO2氧化成SO3時，SO2能全部轉化為SO3DSO3用98.3%的濃H2SO4吸收，目的是防止形成酸霧，以使SO3吸收完全【解析】將硫鐵礦粉碎是增大硫鐵礦和空氣的接觸面積，使其反應更充分，并不是大塊硫鐵礦不能燃燒；從沸騰爐中出來的氣體除SO2外，還有其他雜質，其中有的雜質會使催化劑的催化能力減弱或喪失，其目的不是避免雜質與SO2反應；SO2轉化為SO3為可逆反應，正、逆反應同時進行，故SO2不可能全部轉化為SO3；SO3轉化為H2SO4，實際上是先用濃硫酸吸收(若直接用水吸收，會形成大量酸霧，阻礙吸收反應)，生成“發(fā)煙”硫酸(即SO3溶于濃硫酸中)，然后在“發(fā)煙”硫酸中加水，便形成了各種濃度的硫酸產品?！敬鸢浮緿3向50 mL 18 molL1的H2SO4溶液中加入足量的銅片并加熱，充分反應后，被還原的H2SO4的物質的量()A小于0.45 molB大于0.45 molC在0.45 mol和0.90 mol之間D大于0.90mol【解析】解答此題，必須弄清兩個問題：根據化學方程式找到濃硫酸被還原的物質的量(理論值)：Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O，若有2 mol濃H2SO4參加反應，只有1 mol濃H2SO4被還原，對于50 mL 18molL1的硫酸來說，應該有0.45 mol硫酸被還原。在實際反應中，因硫酸被消耗有水產生，故酸溶液越來越稀，從而氧化能力逐漸降低，這樣被銅還原的硫酸的物質的量小于0.45 mol。【答案】A4根據下圖所示裝置，回答下列問題。(1)開始加熱后，產生的現(xiàn)象是：a處_；b處_。(2)停止反應后，用酒精燈在b處微微加熱，產生的現(xiàn)象是_。(3)寫出a處發(fā)生反應的化學方程式：_。(4)蘸有Na2CO3溶液的棉花的作用是_?！窘馕觥?1)濃H2SO4與銅片反應生成SO2氣體，SO2能使品紅褪色，生成的CuSO4使溶液變藍。(2)被SO2漂白的品紅試紙加熱時會重新變紅。(4)SO2有毒，不能直接排放在空氣中，用Na2CO3溶液可以吸收多余的SO2?！敬鸢浮?1)有氣泡產生，溶液變藍紙條褪色(2)紙條由無色恢復為紅色(3)Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O(4)吸收多余的SO2，以防止污染環(huán)境5工業(yè)制CuSO4不是用銅跟濃硫酸在加熱條件下反應，而是將銅絲浸入稀硫酸中，再不斷由容器下部吹入細小的空氣泡。(1)試寫出上述反應的化學方程式：_。(2)請從原料的用量以及環(huán)境保護的角度說明這樣做的好處是：_；_?！窘馕觥裤~和濃硫酸反應：Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O，此反應制硫酸銅時，反應需要加熱，濃硫酸只有一半轉化為目標產物，經濟效益低，且產生污染大氣的SO2氣體?！敬鸢浮?1)2CuO22H2SO42CuSO42H2O(2)原料利用率高不產生污染大氣的SO2氣體6(1)濃硫酸與木炭粉在加熱條件下反應的化學方程式為：_。(2)試用下表所列各裝置設計一個實驗，驗證上述反應所產生的各種產物。這些裝置的連接順序(按產物氣流從左到右的方向)是(填裝置的編號)：_。編號裝置編號裝置(3)實驗時可觀察到裝置中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色。A瓶溶液的作用是_，B瓶溶液的作用是_，C瓶溶液的作用是_。(4)裝置中所加的固體藥品是_，可驗證的產物是_，確定裝置在整套裝置中位置的理由是_。(5)裝置中所盛溶液是_，可驗證的產物是_。【解析】CO2和SO2的性質有相同點，都能與澄清石灰水中的Ca(OH)2反應，使石灰水變渾濁，但SO2有漂白性，而CO2沒有。可首先用品紅溶液檢驗SO2的存在，然后將SO2氧化除去，最后用澄清石灰水檢驗CO2的存在。【答案】(1)C2H2SO4(濃)2SO2CO22H2O(2)(3)驗證產物氣體中是否有SO2將SO2全部氧化吸收確認產物中SO2已被B瓶溶液全部氧化吸收(4)無水CuSO4(或變色硅膠)水蒸氣由于產物氣流通過時會帶出水蒸氣所以必須在之前(5)澄清石灰水CO27某化工廠生產硫酸，使用一種含SiO2雜質的黃鐵礦樣品。經過測試該礦石，發(fā)現(xiàn)1 g礦石樣品在氧氣中充分灼燒，殘余固體是0.76 g(已知SiO2在高溫下不與氧氣發(fā)生反應)。若取1 t該礦石，可制得98%的濃硫酸多少噸？(設生產過程中硫損失2%)【答案】由4FeS211O22Fe2O38SO2m 4120 g (41202160)g160 g m(FeS2) 1 g0.76 g可得m(FeS2)0.72 g，即礦石中FeS2的質量分數(shù)為72%。由FeS22H2SO4 120 t 298 t 1 t72%(12%) m98%解得m1.176 t6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375