Question

（15分）【化学——化学与技术】

（1）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为使硫黄充分燃烧，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________。

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

（2）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__________________________________________、______________________________、___________________________________________。

Answer

（15分）

（1）①热交换器（1分） 使浓H2SO4与SO3充分接触（1分）

②6∶5（2分） 0.41% （2分）用氨水吸收（2分） ③A（2分）

（2）BCD（2分）

（3） CaCO3===CaO+CO2↑ SO2＋CaO===CaSO3 2CaSO3＋O2===2CaSO4（3分）

【解析】

试题分析：（1）①SO2与O2的反应为放热反应，为了充分利用能量，应安装热交换器；吸引塔中填充许多瓷管，增大三氧化硫与浓硫酸的接触面，有利于三氧化硫的吸收。

②燃烧室中的反应为S＋O2 SO2，假设SO2的体积为x，则流量计1中通入氧气的体积为1.5x，接触室中的反应为2SO2 +O2 2SO3 ，则流量计2中通入氧气的体积为1.25x；流量计1中通入空气的体积为7.5x，流量计2中通入空气的体积为6.25x，故流经流量计1和流量计2的空气体积比应为7.5x∶6.25x＝6∶5；燃烧室剩余空气6.5x，接触室剩余空气6.25x－x＝5.775x，剩余SO2为0.05x，故b管尾气中SO2的体积分数为0.41%；SO2为酸性氧化物，可以用碱液(如氨水)吸收。

③硫铁矿中铁的氧化需要消耗O2，A项正确；原料选择与SO2的转化率无关，B项错误；用硫铁矿为原料产生的废渣较多，但废气量相同，C项错误；用SO2制取SO3的过程中都需要使用催化剂，D项错误。

（2）橡胶硫化所用到的为单质硫，A项错误；烷基苯磺酸钠中含有磺酸基，制取过程中需要发生磺化反应，B项正确；铅蓄电池中需要用到硫酸和硫酸铅，C项正确；过磷酸钙的制取过程中需要浓硫酸和磷矿石，D项正确。

（3）CaCO3高温分解生成CO2和CaO，SO2为酸性氧化物，可以和碱性氧化物CaO反应生成CaSO3，而CaSO3易被氧化为CaSO4，所以发生反应的化学方程式为：CaCO3===CaO+CO2↑ SO2＋CaO===CaSO3 2CaSO3＋O2===2CaSO4

考点：本题考查工业制取硫酸的方法、化学计算、物质的用途、化学方程式的书写。