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以黄铁矿(主要成分是FeS2)为原料生产硫酸的工艺流程图如下: (1)若从下列四...

以黄铁矿(主要成分是FeS2)为原料生产硫酸的工艺流程图如下:

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(1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂,你认为厂址宜选在______的郊区(填标号)

A.有丰富黄铁矿资源的城市        B.风光秀丽的旅游城市

C.消耗硫酸甚多的工业城市        D.人口稠密的文化、商业中心城市

(2)沸腾炉中发生反应的化学方程式为_____,接触室中发生反应的化学方程式是_____。

(3)    在硫酸工业制法中,下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是_____。

A.      硫铁矿燃烧前要粉碎,因为大块的黄铁矿不能在空气中反应

B.      从沸腾炉出来的气体要净化,因为炉气中的SO2会与杂质反应

C.      SO2氧化成SO3要用催化剂,这样可提高SO2的转化率

D.      SO3用98. 3%的浓硫酸来吸收,目的是为了防止形成酸雾,以提髙SO3吸收效率

(4)    下表是压强对SO2平衡转化率的影响

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对于SO2转化SO3的反应,增大压强可使转化率______________,但在实际工业生产中常采用常压条件,理由是________________________________。

(5)某工厂用500t含硫量为48%的黄铁矿制备硫酸,若在沸腾炉中有2%的FeS2损失,在接触室中SO3的产率为96%,则可得到98%的浓硫酸的质量是_____t。

 

(15分) (1)C (2分) (2)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 (2分)   2SO2+O22SO3 (2分) (3)D (2分) (4)升高  常压下转化率已经很高,增加压强可提高转化率,但增加了设备、动力成本等,效益反而下降 (3分)  (5)376.32t (4分) 【解析】 试题分析:(1)A、硫酸厂厂址的选择综合经济效益考虑,硫酸产品的运输成本要高于原料黄铁矿的运输成本,故A不正确;B、风光秀丽的旅游城市,不靠近原料基地,也不靠近消耗硫酸的工业城市,导致原料运输与产品运输成本高,同时还会对旅游城市造成污染,故B不正确;C、由于硫酸产品的运输成本要高于原料黄铁矿的运输成本,所以厂址应选择在消耗硫酸甚多的工业城市,故C正确;D、人口稠密的文化、商业中心城市,远离原料基地和消耗硫酸的工业城市,同时为了防止污染环境,不宜考虑作为硫酸厂厂址.故D不正确,所以答案选C。 (2)黄铁矿在沸腾炉中发生反应,所以沸腾炉中发生反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2;生成的SO2在接触室中被氧化生成三氧化硫,因此接触室中发生反应的化学方程式是2SO2+O22SO3。 (3)A、在硫酸工业制法中,黄铁矿燃烧前需要粉碎,是为了增大与空气的接触面,加快反应速率,不是因为大块的黄铁矿不能在空气中燃烧,故A不正确;B、从沸腾炉出来的炉气中含有SO2、O2、N2、水蒸气、灰尘、砷硒化合物等,由于砷硒化合物能导致催化剂失去催化活性,因此需净化,不是因为炉气中二氧化硫会与杂质反应,故B不正确;C、二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂,目的是加快反应速率,提高产量.并不能提高二氧化硫的转化率,故C不正确;D、在吸收塔中三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收,目的是防止形成酸雾,以提高三氧化硫的吸收效率.故D正确,答案选D。 (4)根据表中数据可知,增大压强,SO2的转化率升高。由于在常压下SO2转化率已经很高,增加压强可提高转化率,但增加了设备、动力成本等,效益反而下降,所以在实际工业生产中常采用常压条件。 (5)根据S元素守恒可知: FeS2~~~~~~~~~~~~~2H2SO4                           120t                           2×98t                    500t×0.48×0.98×0.96               m×0.98 解得m=376.32t 考点:考查工业生产浓硫酸的有关判断、计算以及外界条件对反应速率和平衡状态的影响等
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考点分析:
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某实验小组为研究草酸的制取和草酸的性质,进行如下实验。

实验I:制备草酸

实验室用硝酸氧化淀粉水解液制备草酸的装置如图所示(加热、搅拌和仪器固定装置均已略去),实验过程如下:

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①将一定量的淀粉水解液加人三颈瓶中

②控制反应液温度在55〜600C条件下,边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸 (65%HNO3与98%H2S04的质量比为2 :1.5)溶液

③反应3h左右,冷却,抽滤后再重结晶得草酸晶体。

硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应:

C6H12O6+12HNO3→3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O

C6H12O6+8HNO3→6CO2↑+8NO↑+10H2O

3 H2C2O4+2HNO3→6CO2↑+2NO↑+4H2O

(1)检验淀粉是否水解完全所需用的试剂为________。

(2)实验中若混酸滴加过快,将导致草酸产率下降,其原因是________。

实验II :草酸晶体中结晶水测定

草酸晶体的化学式可表示为H2C2O4 • xH2O,为测定x的值,进行下列实验:

①称取6.3g某草酸晶体配成100.0mL的水溶液。

②取25.00mL所配溶液置于锥形瓶中,加入适量稀H2SO4,用浓度为0. 5mol/L的KMnO4溶液滴定,滴定终点时消耗KMnO4 的体积为10.00mL。回答下列问题

(3)写出上述反应的离子方程式________________。

(4)计算x=________。

(5)滴定时,常发现反应速率开始很慢,后来逐渐加快,可能的原因是________。

实验III:草酸不稳定性

查阅资料:草酸晶体(H2C2O4 •xH20),1000C开始失水,100.5℃左右分解产生H2O、CO和CO2。请用下图中提供的仪器及试剂,设计一个实验,证明草酸晶体分解得到的混合气中有H2O、CO和CO2 (加热装置和导管等在图中略去,部分装置可重复使用)。

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回答下列问题:

(6)仪器装置按连接顺序为________。

(7)仪器B中无水硫酸铜的作用________。

(8)能证明混合气中含有CO的实验依据是________。

 

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(13分)已知:正盐A强热可得到B、C、D、E四种物质,B通常情况下为无色无味液体,E、F 是空气主要成分,D能产生酸雨,I为红棕色气体,C与J反应可得A,J、K为两种常见的酸。物质之间的转化关系如图所示(图中部分反应物或生成物及反应条件未列出)。 满分5 manfen5.com

请回答下列问题:

(1)E物质的电子式是________。

(2)检验C的试纸是________,检验D的试剂是________(填试纸、试剂名称)。

(3)写出A强热分解生成B、C、D、E的化学方程式________。

(4)写出D通人FeCl3溶液时,发生反应的离子方程式_____  。

(5)    —定浓度J、K混合后的稀溶液200mL,平均分成两份。向其中一份中逐渐加人铜粉,最多能溶解a g(产生气体只为G)。向另一份中逐渐加人铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示。则①a=________g,②气体G标准状况下体积为________,③J的物质的量浓度为______。

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煤的气化是高效、清洁地利用煤炭的重要途径之一。

(1)在250C 101kPa时,H2与O2化合生成1mol H2O(g)放出241.8kJ的热量,其热化学方程式为

___________

又知: ①C(s)+O2(g)═CO2(g)  △H=-393.5kJ/mol

②CO(g)+满分5 manfen5.comO2(g)═CO2(g)  △H=-283.0kJ/mol

焦炭与水蒸气反应是将固体煤变为气体燃料的方法,C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H=____kJ/mol

(2)    CO可以与H2O(g)进一步发生反应: CO(g)+H2O(g)满分5 manfen5.comCO2(g)+H2(g) △H<0在恒容密闭容器中,起始时n(H2O)=0.20mol,n(CO)=0.10 mol,在8000C时达到平衡状态,K=1.0,则平衡时,容器中CO的转化率是_____________(计算结果保留一位小数)。

(3)    工业上从煤气化后的混合物中分离出H2,进行氨的合成,已知反应反应N2(g)+3H2(g满分5 manfen5.com2NH3(g)(△H<0)在等容条件下进行,改变其他反应条件,在I、II、III阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示:

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①N2的平均反应速率v1(N2)、vII(N2)、vIII(N2)从大到小排列次序为________;

②由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向  是________,采取的措施是________。

③比较第II阶段反应温度(T2)和第III阶段反应速度(T3)的高低:T2________T3填“〉、=、<”判断的理由是________________。

 

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短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次增大,甲、乙、丙、丁、戊是由其中的两种或三种元素组成的化合物,己是Z元素形成的单质。已知:甲+乙→丁 +己,甲+丙→戊+己;0.1mol •l-1 丁溶液的pH为13(250C)。下列说法正确的是:

A.原子半径:W>Z>Y>X

B. Y元素在周期表中的位置为第三周期第IVA族

C.X元素与Y元素形成的原子个数比为1:1的化合物有多种

D.1.0L 0.1mol •l-1戊溶液中阴离子总物质的量小于0.1 mol

 

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工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2:Cu2(aq)+MnS(s)=CuS(s)+Mn2+(aq),下列说法错误的是

A.该反应达平衡时c(Mn2+)=c(Cu2)

B.MnS的Ksp比CuS的Ksp

C.往平衡体系中加人少量CuSO4固体后,c(Mn2+)变大

D.该反应的平衡常数K=满分5 manfen5.com

 

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