Question

【化学选修2：化学与技术】（15分）火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用下图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

（2）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11％、N₂为82％）中SO₂平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。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                          。

Answer

（1）B、C、D

（2）热交换器 增加SO3与浓硫酸的接触面，有利于SO3的吸收。

（3）不选B点，因为压强越大对设备的投资大，消耗的动能大；SO2的转化率在1个大气压下已是97%左右, 再提高压强，SO2的转化率提高的余地很小。

不选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，4500C时，催化剂的催化效率最高。

（4）1.2 0.004 ； （5）用氨水吸收

【解析】

试题分析：（1）A项橡胶的硫化不以硫酸为原料；（3）经分析图像确定：不选B点，因为压强越大对设备的投资大，消耗的动能大；SO2的转化率在1个大气压下已是97%左右, 再提高压强，SO2的转化率提高的余地很小。；不选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，4500C时，催化剂的催化效率最高；（4）以1molS计算，燃烧时需要氧气1mol，“经流量计l通入燃烧室的氧气过量50％”，为1.5mol；因为1molS燃烧生成1molSO2，理论需要0.5mol氧气完全转化为SO3，“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”，为1.25mol，1.5:1.25=1.2；当二氧化硫的转化率为95%时，剩余量为0.05mol，过程中需氧总量为2.75mol，计算反应后剩余氮气的量为：2.75×4，则b管排出的气体中二氧化硫的体积分数为：0.05/2.75×4=0.004；（5）工业对尾气的处理为用氨水吸收，用于生产化肥。

考点：以生产硫酸的工艺流程为情景考查硫酸工业用途、化学平衡、及简单计算。