高中化學(xué) 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(xí) 蘇教版必修1

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1、 4.1.2 硫酸的工業(yè)制法 1. 在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，SO3的吸收過(guò)程是在吸收塔(如右圖)中進(jìn)行的，吸收塔里還裝入了大量瓷環(huán)。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(　　) A．從①處通入SO3，整個(gè)吸收操作采取逆流的 形式 B．從②處噴下98.3%的硫酸，瓷環(huán)的作用是增大接觸面積 C．從③處導(dǎo)出的氣體只含有少量SO2，可直接排入大氣 D．從④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(shí)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

2、吸收塔上部導(dǎo)出的氣體是N2、沒(méi)有起反應(yīng)的O2和少量SO2，直接排入大氣會(huì)污染環(huán)境，所以應(yīng)用吸收劑吸收或循環(huán)使用。 【答案】　C 2．工業(yè)制H2SO4的生產(chǎn)中，下列措施有利于提高SO2轉(zhuǎn)化率的是(　　) ①V2O5作催化劑?、谕ㄈ隣2過(guò)量?、蹆纱窝趸、躍O2、O2循環(huán)使用　⑤通過(guò)熱交換器進(jìn)行熱交換 ⑥通入過(guò)量SO2 A．①②③　　　B．②③④⑤ C．②③④⑤⑥ D．①②③④⑤⑥ 【解析】　使用V2O5作催化劑只能提高化學(xué)反應(yīng)速率，對(duì)SO2的轉(zhuǎn)化率沒(méi)有影響；通入過(guò)量的SO2不但不能提高轉(zhuǎn)化率，反而轉(zhuǎn)化率降低了。 【答案】　B 3．填寫(xiě)下表 步驟 裝置 反應(yīng)原理 SO2

3、的生成 SO2的氧化 SO3的吸收 【答案】　沸騰爐　4FeS2＋11O28SO2＋2Fe2O3　接觸室　2SO2＋O22SO3　吸收塔　SO3＋H2O===H2SO4 知識(shí)點(diǎn)2　硫酸的性質(zhì) 4．向鹽酸中加入濃H2SO4時(shí)，會(huì)有白霧生成，不是導(dǎo)致產(chǎn)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(zhì)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】　A 5．(雙選)下列反應(yīng)中，濃硫酸既表現(xiàn)強(qiáng)氧化性，又表現(xiàn)酸性的是(　　) A．2NaCl

4、(固體)＋H2SO4(濃)Na2SO4＋2HCl↑ B．C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O C．Cu＋2H2SO4 (濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O D．2FeO＋4H2SO4(濃)===Fe2(SO4)3＋SO2↑＋4H2O 【解析】　A項(xiàng)體現(xiàn)的是濃硫酸的高沸點(diǎn)酸的性質(zhì)；B項(xiàng)體現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性；C、D項(xiàng)體現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性和酸性。 【答案】　CD 6．下列離子方程式中，不正確的是(　　) A．氫氧化銅與硫酸反應(yīng) Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O B．鐵與稀硫酸反應(yīng) 2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑ C．氯化鋇溶液與硫酸反

5、應(yīng) Ba2＋＋SO===BaSO4↓ D．氧化銅與硫酸反應(yīng) CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O 【答案】　B 7．蘸有濃H2SO4的紙片或火柴梗會(huì)變黑，主要是由于濃硫酸具有(　　) A．吸水性 B．脫水性 C．強(qiáng)氧化性 D．強(qiáng)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(huì)使其中的H和O以H2O的形式脫去，從而剩下C，因此顯黑色。 【答案】　B 8．根據(jù)下列化學(xué)反應(yīng)和事實(shí)，說(shuō)明反應(yīng)利用了硫酸的什么性質(zhì)，將表示性質(zhì)的選項(xiàng)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(qiáng)氧化性 F．強(qiáng)

6、酸性 (1)濃硫酸可作氣體干燥劑________； (2)蔗糖中加濃H2SO4產(chǎn)生“黑面包”現(xiàn)象________； (3)2NaCl＋H2SO4(濃)Na2SO4＋2HCl↑________； (4)Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑________； (5)Na2SO3＋H2SO4(稀)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O________； (6)Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O________________； (7)C＋2H2SO4(濃)2SO2↑＋2H2O＋CO2↑________。 【解析】　(1)用濃H2SO4來(lái)干燥氣體是利用了濃H

7、2SO4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(qiáng)酸性和不揮發(fā)性來(lái)制取揮發(fā)性的強(qiáng)酸。(4)利用稀H2SO4的酸性，與Zn反應(yīng)制取H2。(5)因H2SO4的酸性大于H2SO3，故可用稀H2SO4來(lái)制取SO2。(6)Cu與濃H2SO4反應(yīng)時(shí)既利用了濃H2SO4的強(qiáng)氧化性，又利用了濃H2SO4的酸性。(7)C與濃H2SO4共熱反應(yīng)是利用了濃H2SO4的強(qiáng)氧化性。 【答案】　(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(xué)業(yè)水平考試模擬)在稀釋濃硫酸的過(guò)程中，一定沒(méi)有涉

8、及到的儀器是(　　) 【解析】　容量瓶是用來(lái)準(zhǔn)確配制溶液的儀器，在硫酸的稀釋過(guò)程中沒(méi)有涉及。 【答案】　C 2．在硫酸的工業(yè)制法中，下列生產(chǎn)操作與該生產(chǎn)操作的主要原因都正確的是(　　) A．硫鐵礦燃燒前要粉碎，因?yàn)榇髩K硫鐵礦不能燃燒 B．從沸騰爐出來(lái)的氣體需凈化，因?yàn)闋t氣中的SO2會(huì)與雜質(zhì)反應(yīng) C．SO2氧化成SO3時(shí)，SO2能全部轉(zhuǎn)化為SO3 D．SO3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(yīng)更充分，并不是大塊硫鐵礦不能燃燒；從沸騰爐中出來(lái)的氣體除SO2外，還有其他雜質(zhì)，其中有的雜

9、質(zhì)會(huì)使催化劑的催化能力減弱或喪失，其目的不是避免雜質(zhì)與SO2反應(yīng)；SO2轉(zhuǎn)化為SO3為可逆反應(yīng)，正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，故SO2不可能全部轉(zhuǎn)化為SO3；SO3轉(zhuǎn)化為H2SO4，實(shí)際上是先用濃硫酸吸收(若直接用水吸收，會(huì)形成大量酸霧，阻礙吸收反應(yīng))，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(chǎn)品。 【答案】　D 3．向50 mL 18 molL－1的H2SO4溶液中加入足量的銅片并加熱，充分反應(yīng)后，被還原的H2SO4的物質(zhì)的量(　　) A．小于0.45 mol B．大于0.45 mol C．在0.45 mol和0.90 mol之間 D．大于

10、0.90mol 【解析】　解答此題，必須弄清兩個(gè)問(wèn)題：①根據(jù)化學(xué)方程式找到濃硫酸被還原的物質(zhì)的量(理論值)：Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，若有2 mol濃H2SO4參加反應(yīng)，只有1 mol濃H2SO4被還原，對(duì)于50 mL 18molL－1的硫酸來(lái)說(shuō)，應(yīng)該有0.45 mol硫酸被還原。②在實(shí)際反應(yīng)中，因硫酸被消耗有水產(chǎn)生，故酸溶液越來(lái)越稀，從而氧化能力逐漸降低，這樣被銅還原的硫酸的物質(zhì)的量小于0.45 mol。 【答案】　A 4．根據(jù)下圖所示裝置，回答下列問(wèn)題。 (1)開(kāi)始加熱后，產(chǎn)生的現(xiàn)象是：a處________；b處________。 (2)停止反應(yīng)

11、后，用酒精燈在b處微微加熱，產(chǎn)生的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。 (3)寫(xiě)出a處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)蘸有Na2CO3溶液的棉花的作用是__________________

12、______________________________________________________。 【解析】　(1)濃H2SO4與銅片反應(yīng)生成SO2氣體，SO2能使品紅褪色，生成的CuSO4使溶液變藍(lán)。(2)被SO2漂白的品紅試紙加熱時(shí)會(huì)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。 【答案】　(1)有氣泡產(chǎn)生，溶液變藍(lán)　紙條褪色　(2)紙條由無(wú)色恢復(fù)為紅色　(3)Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　(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(yīng)，而是將銅絲浸入稀硫酸

13、中，再不斷由容器下部吹入細(xì)小的空氣泡。 (1)試寫(xiě)出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)請(qǐng)從原料的用量以及環(huán)境保護(hù)的角度說(shuō)明這樣做的好處是： ①________________________________________________________________________； ②_____

14、___________________________________________________________________。 【解析】　銅和濃硫酸反應(yīng)：Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，此反應(yīng)制硫酸銅時(shí)，反應(yīng)需要加熱，濃硫酸只有一半轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物，經(jīng)濟(jì)效益低，且產(chǎn)生污染大氣的SO2氣體。 【答案】　(1)2Cu＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O (2)①原料利用率高?、诓划a(chǎn)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(yīng)的化學(xué)方程式為：______________________________________。 (2)試用下

15、表所列各裝置設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證上述反應(yīng)所產(chǎn)生的各種產(chǎn)物。這些裝置的連接順序(按產(chǎn)物氣流從左到右的方向)是(填裝置的編號(hào))：________→________→________→________。 編號(hào) ① ② 裝置 編號(hào) ③ ④ 裝置 (3)實(shí)驗(yàn)時(shí)可觀察到裝置①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②中所加的固體藥品是________，可驗(yàn)證的產(chǎn)物是________，確定裝置②在整套裝置中位置的理由是________。 (5)裝置③中所盛溶液是_

16、_______，可驗(yàn)證的產(chǎn)物是________。 【解析】　CO2和SO2的性質(zhì)有相同點(diǎn)，都能與澄清石灰水中的Ca(OH)2反應(yīng)，使石灰水變渾濁，但SO2有漂白性，而CO2沒(méi)有?？墒紫扔闷芳t溶液檢驗(yàn)SO2的存在，然后將SO2氧化除去，最后用澄清石灰水檢驗(yàn)CO2的存在。 【答案】　(1)C＋2H2SO4(濃)2SO2↑＋CO2↑＋2H2O　(2)④　②?、佟、邸?3)驗(yàn)證產(chǎn)物氣體中是否有SO2　將SO2全部氧化吸收　確認(rèn)產(chǎn)物中SO2已被B瓶溶液全部氧化吸收　(4)無(wú)水CuSO4(或變色硅膠)　水蒸氣　由于產(chǎn)物氣流通過(guò)①③時(shí)會(huì)帶出水蒸氣所以②必須在①③之前　(5)澄清石灰水　CO2 7．某化

17、工廠生產(chǎn)硫酸，使用一種含SiO2雜質(zhì)的黃鐵礦樣品。經(jīng)過(guò)測(cè)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(yīng))。若取1 t該礦石，可制得98%的濃硫酸多少噸？(設(shè)生產(chǎn)過(guò)程中硫損失2%) 【答案】　由4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2　　△m 4120 g (4120－2160)g＝160 g m(FeS2) 1 g－0.76 g 可得m(FeS2)＝0.72 g，即礦石中FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72%。 由　　FeS2　　　　～　　　　2H2SO4 120 t 298 t 1 t72%(1－2%) m98% 解得m＝1.176 t 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375