Question

【化学——化学与技术】火山喷发所产生的硫磺可用于生产重要的化工原料——硫酸。某企业用下图所示的工艺流程生产硫酸：

请回答下列问题：

（1）①为充分利用反应放出的热量，转化器中应安装______(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的氧气量为转化器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______。b管排出的尾气的处理方法是________.

③与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是_________(填字母序号)。

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；其中可应用于下列哪些方面__________(填字母序号)。

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

（1）①热交换器，使浓硫酸与SO3充分接触；②6：5，用氨水吸收；③A；（2）B、C、D；（3）SO2＋CaO=CaSO3，2CaSO3＋O2=2CaSO4。

【解析】

试题分析：（1）①转化器中发生的反应：2SO2＋O22SO3，此反应是放热可逆反应，提高SO2的转化，需要降低温度，因此在转化器中安装热交换器，吸收塔是吸收SO3转化成硫酸的装置，一般情况下用浓硫酸吸收，为了增加吸收速率，采用增大接触面积的方法进行；②设硫磺燃烧消耗氧气为1L，则燃烧室中充入的氧气的体积为1.5L，即充入空气7.5L(氧气的体积占空气体积的1/5进行计算)，消耗1L氧气能产生1L的SO2，转化器中SO2完全反应消耗氧0.5L，则经流量计2的氧气量为0.5×2.5L，即充入空气6.25L，两者空气体积的比值：6：5，因为SO2与O2反应是可逆反应，b中含SO2，以及少量的SO3气体，废物利用常采用氨水吸收，制成肥料；③4FeS2＋11O28SO2＋2Fe2O3,S＋O2=SO2，通过方程式的对比得出A正确，B、二氧化硫的转化都是在第二步，跟第一步无关，C、废气是SO2、SO3是在第二、三步存在，与第一步无关，D、催化剂是在第二步使用，无关；（2）A、橡胶的硫化：是橡胶中加入硫单质，与硫酸无关，B、苯和浓硫酸反应生成苯磺酸，与硫酸有关，C、铅蓄电池的电解液是硫酸，D、过磷酸钙是由Ca3(PO4)2和H2SO4反应生成：Ca3(PO4)2＋2H2SO4=Ca(H2PO4)2＋2CaSO4，过磷酸钙成分是Ca(H2PO4)2和CaSO4，，符合题意的是BCD；（3）SO2具有酸性，碳酸钙煅烧后成的氧化钙是碱性氧化物，发生：CaO＋SO2=CaSO3，而CaSO3中的S能被氧气氧化成CaSO4，反应：2CaSO3＋O2=2CaSO4。

考点：考查影响化学平衡移动的因素、影响反应速率的因素、化学反应计算、物质的应用等相关知识。