问题 填空题

(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。某企业用下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________(可多选)。

A.耗氧量减少  B.二氧化硫的转化率提高

C.产生的废渣减少  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________________________。

答案

(1)①热交换器 增加SO3与浓硫酸的接触面积,有利于SO3的吸收 ②1.2 0.004 用氨水吸收 ③A、C

(2)B、C、D

(3)CaCO3CaO+CO2↑;2SO2+2CaO+O22CaSO4(或2SO2+2CaCO3+O22CaSO4+2CO2)

(1)①接触室中进行的反应为SO2的催化氧化,为放热反应,使用热交换器可以充分利用反应放出的热量,对原料气进行预热。吸收塔中填充瓷管的作用是增加接触面积。

②S+O2=SO2参加反应的硫黄为1 mol,则经流量计1通入的氧气为1.5 mol,反应后气体总量为1.5 mol×5=7.5 mol,

2SO2 +O  2SO3 ΔV

2    1      2  1

1 mol 0.5 mol

经流量计2通入的氧气为0.5 mol×2.5=1.25 mol,则 =1.2。反应后气体总量为7.5 mol+1.25 mol×5-1 mol×95%× =13.275 mol,则尾气中SO2的体积分数为=0.004。

硫酸工业中,尾气SO2用氨水吸收,再用硫酸处理:SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3,(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2↑+H2O。生成的(NH4)2SO4可作肥料。

③硫铁矿的含硫成分为FeS2,硫元素被氧化生成SO2的同时,铁元素也被氧化生成Fe2O3(废渣),与硫黄直接燃烧相比,耗氧量增加,产生的废渣也增加。

(2)橡胶的硫化是采用硫黄;合成烷基苯磺酸钠需要先合成烷基苯磺酸,而烷基苯磺酸通过烷基苯与浓硫酸的磺化反应生成;铅蓄电池用硫酸作为电解质溶液;过磷酸钙通过磷酸钙与硫酸反应制得。

(3)CaCO3 CaO+CO2

SO2+CaO CaSO3

2CaSO3+O2=2CaSO4

CaSO3不稳定,在空气中容易被氧化成CaSO4

选择题
单项选择题