【答案】分析：（1）依据工业制硫酸的工艺流程分析判断；（2）依据化学平衡的影响条件进行分析增大转化率的条件，依据生产效益和设备的应用判断，依据化学平衡的三段式计算列式计算平衡常数；（3）根据回收流程中的反应结合物质化合价的变化分析判断属于氧化还原反应的反应；依据流程中的沉淀分离书写离子方程式，根据沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比）和温度，依据图象中的相关量对比分析判断；解答：解：（1）黄铁矿燃烧生成的二氧化硫气体为防止催化剂中毒，经过除尘、洗涤、干燥后进入接触室催化氧化为三氧化硫；故答案为：接触室（2）2SO2（g）+O2（g）&2SO3（g）；△H＜0，该反应是气体体积减少的放热反应，依据化学平衡移动原理可知温度越低，压强越大，平衡越向正向进行，二氧化硫的转化率越大，但通过图象分析在常压下，二氧化硫的转化率已经很大，增大压强对提高二氧化硫的转化率提高不大，但增大压强会对设备有更高的要求，增加成本，所以通常情况下工业生产中采用常压；将2.0mol&SO2和1.0mol&O2置于5L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10M&Pa，从图象上可以知道二氧化硫的转化率为80%，利用化学平衡的三段式列式计算，；&&&&&&&&&&&&&&&&& &2SO2（g）+O2（g）&2SO3（g）起始量（mol/L）&&&&& 0.4&&&&& 0.2&&&&&&&&&&&& 0变化量（mol/L）&& 0.4&80%&&& 0.16&&&&&&&&&&& 0.32平衡量（mol/L）&&& &0.08&&&&& 0.04&&&&&&&&&&& 0.32平衡常数K===400&L?mol-1故答案为：低&&&&使用常压SO2就可以达到较高的转化率．&&&&400&L?mol-1（3）已知VOSO4可溶于水，V2O5难溶于水，NH4VO3难溶于水，废钒催化剂中含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣水浸过滤后，得到的&&滤渣为不溶性杂质和&V2O5，滤液为VOSO4的溶液，①中加入亚硫酸钠的作用是还原V2O5为溶于水的VOSO4；②加入KClO3的目的，根据流程物质的变化可知将VOSO4氧化为（VO2）2SO4；③根据NH4VO3难溶于水，利用复分解反应沉淀VO3-，不是氧化还原反应，⑤NH4VO3变为V2O5是化合价不变的分解反应，不是氧化还原反应；沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比）和温度，依据图象可知，温度80&C时的沉钒率最高为98%，在氯化铵系数图象中对应沉钒率98%时控制氯化铵系数为4；故答案为：①②NH4++VO3-═NH4VO3↓4和80℃．点评：本题考查了工业制硫酸的流程，设备选择，反应条件的选择应用，化学平衡的基本计算，催化剂中钒元素的回收利用原理和流程分析，关键是审题的全面性和图象的分析能力．
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科目：高中化学
工业上以黄铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外，还含有SO2等对环境有较大影响的有害气体．能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是（　　）A．NaOH溶液、酚酞试液B．石灰水、石蕊试液C．碘水、淀粉溶液D．氨水、酚酞试液
科目：高中化学
[化学--选修化学与技术]工业上以黄铁矿为原料生产硫酸．（1）写出燃烧黄铁矿的化学方程式&2Fe2O3+8SO24FeS2+11O22Fe2O3+8SO2．（2）接触室中发生反应的化学方程式是加热2SO32SO2+O22SO3．（3）判断下列说法正确的是（选填序号字母）abd．a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎b．过量空气能提高SO2的转化率c．使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁（4）吸收塔中用浓硫酸吸收三氧化硫而不用水的原因是避免形成酸雾．（5）吸收塔排出的尾气可以用两种方法处理：方法①：先用氨水吸收，再用浓硫酸处理．用浓硫酸处理的主要目的是获得较高浓度的SO2；方法②：先用含一定水的亚硫酸钠吸收后再加热处理，也可达到与方法①相同的目的．为了实现节能减排，其所需能量可以由流程中三步骤产生的废热提供提供．与方法①相比，方法②的优点是亚硫酸钠可以循环利用．（6）SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2．SO2吸收Br2的离子方程式是SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-．
科目：高中化学
工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行，即煅烧、催化氧化、吸收．请回答下列个问题：（1）煅烧黄铁矿形成的炉气必须经除尘、洗涤、干燥，其主要目的是防止催化剂中毒．（2）催化氧化所使用的催化剂钒触媒（V2O5）能加快二氧化硫氧化速率，此过程中产生了一连串的中间体（如图一）．其中a、c二步的化学方程式可表示为：SO2+V2O5?SO3+V2O4、4VOSO4+O2?2V2O5+4SO3．（3）550℃时，SO2转化为SO3的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图二所示．则：将2.0mol&SO2和1.0mol&O2置于5L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10M&Pa．该反应的平衡常数等于400 L?mol-1．A与B表示不同压强下的SO2转化率，通常情况下工业生产中采用常压的原因是使用常压SO2就可以达到较高的转化率．
科目：高中化学
题型：阅读理解
工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行，即煅烧、催化氧化、吸收．请回答下列个问题：（1）煅烧黄铁矿形成的炉气必须经除尘、洗涤、干燥后进入接触室（填设备名称）（2）催化氧化阶段反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）；△H＜0550℃时，SO2转化为SO3的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图1所示．理论上要提高SO2的转化率，反应的条件应是低温、高压（填“高”、“低”、或“常”），但通常情况下工业生产中采用常压的原因是使用常压SO2就可以达到较高的转化率．将2.0mol&SO2和1.0mol&O2置于5L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10M&Pa．该反应的平衡常数等于400L?mol-1．（3）为循环利用催化剂，科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，回收率达91.7%以上．已知废钒催化剂中含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣．查阅资料知：VOSO4可溶于水，V2O5难溶于水，NH4VO3难溶于水．该工艺的流程如图．则：反应①②③④中属于氧化还原反应的是①②（填数字序号），反应③的离子方程式为NH4++VO3-═NH4VO3↓．该工艺中反应③的沉淀率（又称沉矾率）是回收钒的关键之一，沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比）和温度．根据下图试建议控制氯化铵系数和温度：4、80℃．&
科目：高中化学
工业上以黄铁矿为原料生产硫酸，其中重要的一步是催化氧化：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），△H=-196.6kJ?mol-1（1）生产中为提高反应速率和SO2的转化率，下列措施可行的是（填字母）．A．向装置中充入N2&&&&&&&&&&&&&B．向装置中充入过量的O2C．使用更高效的催化剂D．升高温度（2）在一密闭容器中充入4mol&SO2和一定量O2，当放出353.6kJ热量时，SO2的转化率最接近于（填字母）．A．40%&&&&&&&&&B．50%&&&&&&&&C．80%&&&&&&&&&&D．90%（3）580℃时，在一密闭容器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10-3mol?L-1、8.0×10-3mol?L-1和4.4×10-2mol?L-1．该温度下反应2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）的平衡常数K=．（4）硫酸工业尾气中二氧化硫含量超过0.05%（体积分数）时需要加以处理后才能排放．现用右图所示装置测定尾气中SO2的含量，当通入尾气11.2L（标准状况下测定）时，碘水恰好褪色．通过计算说明，该尾气能否直接排放（写出计算过程）．．
精英家教网新版app上线啦！用app只需扫描书本条形码就能找到作业，家长给孩子检查作业更省心，同学们作业对答案更方便，扫描上方二维码立刻安装！（1）接触室&（2）低&使用常压SO2就可以达到较高的转化率。&&（3） 400mol2/L2 .&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&（4）①②&&&NH4+ + VO3-==NH4VO3↓ &&&&4和80℃。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
解析试题分析：（1）煅烧黄铁矿形成的炉气是在接触室中进行催化氧化实验的。在SO2氧化的过程中杂质有些可能是少量的也会引起催化剂中毒，所以必须经除尘、洗涤、干燥后进入接触室。（2）由于反应2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g)；△H＜0的正反应为放热反应。所以为了提高原料的利用率，反应应该在低温下进行。该反应的正反应为气体体积减小的反应。增大压强能使平衡正向移动，反应物的转化率提高，但是由于增大压强对设备需要承受压强的要求提高，需要的动力也增大，这就需要增大投入，但是制取的物质收益甚微，相对来说，不划算。而且在使用常压SO2就可以达到较高的转化率。在反应开始时c (SO2)=0.4mol/L;c(O2)=0.2mol/L。由于反应达平衡后，体系总压强为0.10 M Pa，此时SO2的平衡转化率为0.8.则平衡时c (SO2)=0.08mol/L；c(O2)=0.04mol/L；c (SO3)=0.32mol/L；因此该反应的化学平衡常数K=(3)在废钒催化剂中主要含VOSO4、V2O5，经过粉碎、水浸、过滤得到的滤渣中含有V2O5。向其中加入Na2SO3、H2SO4，经过氧化还原反应，V2O5变为可溶于水的VOSO4，留在滤液中。向滤液中加入KClO3,发生氧化反应反应，得到(VO2)2SO4。在(VO2)2SO4、VO3—、NH4VO3及V2O5中V的化合价都是+5价，化合价不变，所以是非氧化还原反应。因此反应①②③④中属于氧化还原反应的是①②&&&其中反应③的离子方程式为NH4+ + VO3-=NH4VO3↓ 。根据题目提供的图像可知：控制氯化铵系数是4；温度为80℃ 。这时沉钒率最高。考点：考查设备的使用、反应条件的选择、化学平衡常数的计算、氧化还原反应的判断及离子方程式的书写的知识。
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科目：高中化学
题型：填空题
Ⅰ．为了除去KCl溶液中少量的Mg2＋、SO，可选用Ba(OH)2、HCl和K2CO3三种试剂，按如下步骤操作： （1）上述试剂中， B是&&&&&&&&&，C是&&&&&&&&&。(2)操作Ⅱ的名称是&&&&&&&&&&。(3)加过量A时发生有关反应的离子方程式为 &&&&&&&&&&&&&&&、&&&&&&&&&&&&&&&&&&。Ⅱ．一份无色稀溶液中可能含有Na+、Fe3+、H+、Mg2＋、CO&、OH－、HCO、Cl－等离子中的若干种。为了确定溶液的组成，进行了如下操作：①用石蕊试纸测溶液的酸碱性，试纸显蓝色；②取2毫升溶液，先加足量稀硝酸酸化，有气体产生，再加氯化钡溶液进行检验，没有明显现象；（1）原溶液中一定存在的离子是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&，一定不存在的离子是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。（2）经过上述操作后，还不能肯定是否存在的离子是&&&&&&&&&&。请你设计一个简单的实验方案来判断是否存在这种离子。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
科目：高中化学
题型：填空题
在烧杯中盛有半杯的Ba（OH）2溶液，然后用滴管向烧杯中滴加H2SO4（装置如右图）。随着硫酸的滴入，电灯会逐渐变暗，当两者恰好完全反应时，电灯完全熄灭。（1）该实验说明溶液的导电性与_________________有关。（2）上述反应的离子方程式为_________________________________________。（3）可以利用上述原理进行溶液浓度的测定。若烧杯中装有75mL 0．1mol/L Ba（OH）2溶液，当滴入25mL H2SO4时，电灯完全熄灭。试求该硫酸溶液的物质的量浓度。（4）若用98%、1．84g/mL的浓硫酸配制上述浓度的硫酸溶液2500mL，需要多少毫升的浓硫酸（精确到0．1mL)。
科目：高中化学
题型：填空题
硫酸盐在生产生活中有广泛应用。Ⅰ．工业上以重晶石（主要成分BaSO4）为原料制备BaCl2，其工艺流程示意图如下：某研究小组查阅资料得：BaSO4（s）+4C（s） 4CO（g）+BaS（s）△H1=+571.2kJ?mol-1&&&&&&①BaSO4（s）+2C（s）2CO2（g）+BaS（s）△H2=+226.2kJ?mol-1&&&&& ②（1）用过量NaOH溶液吸收气体，得到硫化钠。该反应的离子方程式是&&&&&&&&&。（2）反应C（s）+CO2（g） 2CO（g）的△H= &&&&&&&&&&。（3）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的有两个 ①从原料角度看，&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&；②从能量角度看，①②为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温。（4）该小组同学想对BaSO4在水中的沉淀溶解平衡做进一步研究，查资料发现在某温度时BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。该小组同学提出以下四种观点：①当向含有SO42-的溶液中加入Ba2+ 使SO42-沉淀完全，则此时SO42-在溶液中的浓度为0②加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点③通过蒸发可以使溶液由d点变到c点④d点无BaSO4沉淀生成其中正确的是&&&（填序号）。Ⅱ．某燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构如图所示，电池总反应可表示为2H2+O2═2H2O。请回答：（5）H+由&&&极通过固体酸电解质传递到另一极（填a或者b）。（6）b极上发生的电极反应是 &&&&&&&&&&&&&&&&&。
科目：高中化学
题型：填空题
某待测溶液中可能含有Ag+、Fe3+、Na+、Mg2+、Ba2+、Al3+等离子，进行如下实验：①加入过量的稀盐酸，有白色沉淀生成。②过滤，在滤液中加入过量的稀硫酸，又有白色沉淀。③过滤，取少量滤液，滴入KSCN溶液，没有明显的现象出现。④另取少量步骤③中的滤液，加入NaOH溶液至溶液呈碱性，无明显现象。⑤另取少量步骤④反应后的溶液，焰色反应呈黄色。根据实验现象回答：（1）待测液中一定含有的离子是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。（2）待测液中一定不含有的离子是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。（3）待测液中不能确定是否存在的离子是&&&&&&&&&&&&&&&&&&，要检测这种离子的实验方法是（填写实验名称和观察到的现象，不要求写实验操作过程）&&&&&&&&&&&&&&&&&&。
科目：高中化学
题型：计算题
某兴趣小组模拟氯碱工业生产原理并探究其产品的性质。已知文献记载：①氯气与冷的氢氧化钠溶液反应生成NaC1O；氯气与热的氢氧化钠溶液反应可生成NaC1O和NaC1O3。②在酸性较弱时KI只能被NaC1O氧化，在酸性较强时亦能被NaC1O3氧化。（1）该小组利用如图所示装置制取家用消毒液（主要成分为NaClO），则a为&&&（填“阳极”或“阴极”）。生成NaClO的离子方程式为&&&。（2）该小组将0.784 L（标准状况）Cl2通入50.00 mL热的NaOH溶液中，两者恰好完全反应后，稀释到250.0 mL。①取稀释后的溶液25.00 mL用醋酸酸化，加入过量KI溶液。用0.2000 mol·L－1 Na2S2O3溶液滴定：I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－，消耗Na2S2O3溶液10.00 mL时恰好到达终点。②将上述滴定后的溶液用盐酸酸化至强酸性，再用上述Na2S2O3溶液滴定到终点，需Na2S2O3溶液30.00 mL。①操作②中氯酸钠与碘化钾反应的离子方程式为&&&。②反应后的溶液中次氯酸钠和氯酸钠的物质的量之比为&&&。③计算氢氧化钠溶液的物质的量浓度。
科目：高中化学
题型：实验题
用二氧化氯（ClO2）、铁酸钠（Na2FeO4摩尔质量为166g/mol）等新型净水剂替代传统的净水剂Cl2对淡水进行消毒是城市饮用水处理新技术。ClO2和Na2FeO4在水处理过程中分别被还原为Cl－和Fe3＋。（1）如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，那么，ClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是________＞__________＞__________。（2）Na2FeO4溶于水会放出一种无色无味气体，其杀菌消毒、吸附水中的悬浮杂质的原理可用离子方程式表示为_______________。（3）工业以CH3OH与NaClO3为原料在酸性条件下制取ClO2，同时产生CO2气体，已知该反应分为两步进行，第一步为2ClO3-＋2Cl－＋4H＋＝2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O。①写出第二步反应的离子方程式______________。②工业生产时需在反应物中加少量Cl－，其作用是________________。③生产中会发生副反应ClO3-＋Cl－＋H＋－Cl2↑＋H2O（未配平），若测得反应后的混合气体中Cl2的体积分数为3／73，则起始投料时CH3OH与NaClO3的物质的量之比为____________。（4）已知二氧化氯是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为－59℃，沸点为11.0℃，易溶于水。ClO2也可以看做是亚氯酸（HClO2）和氯酸（HClO3）的混合酸酐。工业上用稍潮湿的KClO3和草酸在60℃时反应制得。某学生用如图所示的装置模拟工业制取及收集ClO2，其中A为ClO2的发生装置，B为ClO2的凝集装置，C为尾气吸收装置。请问：①A部分还应添加温度控制（如水浴加热）装置，B部分还应补充什么装置___________；②C中应装的试剂为____________。C中发生反应的化学方程式为：________________。
科目：高中化学
题型：单选题
从海藻灰中可以提取碘的主要反应为：2 I-+Cl2="2" Cl-+I2，下列说法正确的是A．该反应属于置换反应 B．I-具有氧化性 C．1mol氯气转移了1mol电子 D．Cl2是还原剂
科目：高中化学
题型：单选题
在炼铜的过程中发生:Cu2S + 2Cu2O =" 6Cu" + SO2↑,则下列叙述正确的是A．该反应从电子转移角度看，与SO2 + 2H2S =" 3S" + 2H2O是同一反应类型B．该反应从电子转移角度看，每生成6 mol铜，转移电子12 molC．该反应中，氧元素氧化了硫元素D．该反应中，Cu2S既是还原剂又是氧化剂
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高三化学硫酸工业1
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你可能喜欢（2011o常州三模）工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行，即煅烧、催化氧化、吸收．请回答下列个问题：（1）煅烧黄铁矿形成的炉气必须经除尘、洗涤、干燥后进入______（填设备名称），其主要目的是______．（2）催化氧化所使用的催化剂钒触媒（V2O5）能加快二氧化硫氧化速率，此过程中产生了一连串的中间体（如图1）．其中a、c二步的化学方程式可表示为：______、______．（3）550℃时，SO2转化为SO3的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图2所示．则：将2.0mol&SO2和1.0mol&O2置于5L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10M&Pa．该反应的平衡常数等于______．A与B表示不同压强下的SO2转化率，通常情况下工业生产中采用常压的原因是______．（4）为循环利用催化剂，科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，回收率达91.7%以上．已知废钒催化剂中含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣．查阅资料知：VOSO4可溶于水，V2O5难溶于水，NH4VO3难溶于水．该工艺的流程如图．则：反应①②③④中属于氧化还原反应的是______（填数字序号），反应①的离子方程式为______．该工艺中反应③的沉淀率（又称沉矾率）是回收钒的关键之一，沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比）和温度．根据下图试建议控制氯化铵系数和度：______、______．
妙恋wan15868
（1）以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行，即煅烧、催化氧化、吸收；其中二氧化硫的催化氧化在催化剂表面和空气中的氧气接触反应，若气体中含有杂质气体容易使催化剂中毒，所以煅烧黄铁矿形成的炉气必须经除尘、洗涤、干燥；故答案为：接触室，防止催化剂中毒．（2）依据图1中的转化关系，V2O5参与反应先做氧化剂把二氧化硫氧化为三氧化硫，本身被还原为图中产物V2O4；根据氧化还原反应的实质写出并配平a步化学方程式SO2+V2O5?SO3+V2O4；C是VOSO4转化为SO3，此过程需要重新生成催化剂V2O5，需要氧化剂完成，此过程中的氧化剂时氧气，根据化合价的变化写出C步化学方程式&4VOSO4+O2?2V2O5+4SO3；故答案为：4VOSO4+O2?2V2O5+4SO3（3）2SO2+O22SO3 体系总压强为0.10M&Pa，此时二氧化硫的转化率为80%&&&&&&&&&&&&&&&& 2SO2 +O22SO3 起始量（mol）&&&&& 2&&&&&&&1&&&&&&& &0变化量（mol）& & 2×0.8&& 0.8&&& 2×0.8平衡量（mol）&& & 0.4&&&& 0.2&&&&& 1.6平衡时各物质的浓度为：[SO2]=0.08mol/L，[O2]=0.04mol/L，[SO3]=0.32mol/L，代入平衡常数的计算式得到平衡常数K=2]2&&[SO2]2o[O2]=400&Lomol-1，从图象中可以看出，常压SO2就可以达到较高的转化率，压强的增加引起SO2转化率的变化并不明显，所以工业上直接采用常压；故答案为：400&Lomol-1，使用常压SO2就可以达到较高的转化率；（4）依据离子交换法回收钒的新工艺流程图分析反应过程中：①的目的是把难溶的五氧化二钒还原为溶于水的VOSO4；②的目的是用KClO3还原为VOSO4为（VO2）2SO4；③因为NH4VO3难溶于水，此步骤的目的是沉淀VO3-④是分解NH4VO3得到V2O5；工艺中反应③的沉淀率（又称沉矾率）是回收钒的关键之一，沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比）和温度．根据图示分析数据，80℃时沉矾率最高为98%，所以加NH4Cl的系数从图中读出为4；故答案为：①②；V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O；4和80℃；
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（1）煅烧黄铁矿形成的炉气主要是二氧化硫气体，进入接触室前必须对气体继续除尘、洗涤、干燥，防止催化剂中毒，影响催化氧化的效果；（2）根据催化剂参与反应过程生成的中间产物，分析催化剂参与反应，最终重新生成来书写化学方程式；（3）根据化学平衡计算的三段式进行计算，压强的增加引起SO2转化率的变化并不明显，所以工业上直接采用常压；（4）根据流程中钒元素的存在化合物中的化合价的变化，判断出发生氧化还原反应的是①②；反应①是利用亚硫酸钠在酸性溶液中的还原性把难溶的V2O5转化为易溶于水的VOSO4便于钒的提取；根据图1和图2分析坐标系中的表示含义，结合图②中的沉矾率在80度C时最大，约为98%，在图①中找到对应沉矾率98%下的控制氯化铵系数为4．
本题考点：
工业制取硫酸；氧化还原反应；化学平衡的计算．
考点点评：
本题考查了工业制硫酸的生产步骤、原理应用、注意问题，化学平衡的应用和条件选择，利用信息进行判断和书写化学方程式的能力，图象分析能力，提取钒元素的流程分析和氧化还原反应的应用．
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课题1化工生产过程中的基本问题如果以硫黄为原料制硫酸，你能试着用化学方程式表示制硫酸的反应原理吗？提示 ①S(s)＋O2(g)===SO2(g)(放热反应)③SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)(放热反应)试列举一些能引起大气污染的行为。提示 ①煤的燃烧 ②工业废气的任意排放 ③燃放鞭炮 ④飞机、汽车尾气的排放⑤冰箱、空调的制冷剂氟氯代烃的排放等。1．2．1．了解生产硫酸的基本流程。2．了解生产原料的选择。3．了解化学科学实验与化工生产的区别。4．注意生产中的三废处理，防止环境污染。化工生产与化学反应的关系化工生产是以_____________为依据，以___________为基础的。任何生产的完成都要符合_____________。确定化工生产反应原理与过程的一般方法对于某一具体的化工产品，研究生产过程要从产品的_________和____考虑，来确定_______________。1.2．化学反应原理实验室研究化学反应规律化学组成性质原料和生产路线确定化工生产反应原理与过程的案例研究――生产硫酸(1)原料：从H2SO4的组成看，原料应该是自然界存在的含___物质，如____________(主要成分是FeS2)等。(2)生产步骤：生产硫酸的主要化学过程可以分成__________、_____________和SO3转化为硫酸三个阶段。(3)工业上制硫酸的基本生产原理：①造气：以S为原料制备SO2，反应化学方程式为___________(属_____反应，填“放热”或“吸热”，下同)。②催化氧化：将SO2氧化成SO3，反应化学方程式为_____________________(属_____反应)。③SO3吸收：三氧化硫转化成硫酸，反应化学方程式为____________________(属______反应)。3．硫黄、黄铁矿硫SO2的生成SO2转化为SO3放热2SO2＋O2放热SO3＋H2O===H2SO4放热在工业生产中，选择原料除依据_____________外，还有许多因素需要考虑，如_________、____、能源、_____用水的供应能力、_____、_____、预处理成本及__________等。工业制硫酸的原料目前，世界大多数国家生产硫酸主要以_____为原料，我国主要是以_______为原料。1.原料选择依据2．化学反应原理厂址选择原料工业贮存运输环境保护硫黄黄铁矿生产中反应条件的选择在化工生产中要通过反应条件的控制使_____________和_______________都比较理想，还要同时考虑_______________________和___________。硫酸工业生产中条件的选择二氧化硫催化氧化的条件是：______________________________。1.2．化学反应速率反应物的转化率控制某些反应条件的成本实际可能性常压、V2O5作催化剂、400～500℃尾气吸收生产硫酸的尾气中含有少量____，可用______吸收，然后再用硫酸处理，生成的SO2可返回用作生产硫酸的原料，其化学反应方程式为：_______________________________、___________________________________。废渣的利用用黄铁矿为原料生产硫酸的过程中，排出的炉渣和矿灰，可作为___________；可以用来提炼_______________；废渣还可以作为制造___________或用于_____。1.2．SO2石灰水SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2OCaSO3＋H2SO4===CaSO4＋SO2↑＋H2O炼铁的原料贵重的有色金属水泥的原料制砖化工生产过程中通常都要消耗大量的能量。硫酸工业充分利用废热的方法是：在催化反应室中设热交换装置，利用SO2氧化为SO3时放出的热量来预热即将参加反应的SO2和O2。SO3的吸收是用水还是98%的硫酸？为什么？提示 实际生产中，并不直接用水吸收SO3，而是用98%的硫酸吸收。这样可避免形成酸雾并提高吸收率。98%的硫酸吸收SO3后形成了发烟硫酸，其中SO3的含量可高达20%，将发烟硫酸在水中稀释就能得到各种不同浓度的硫酸。【慎思1】工业制硫酸需要哪些原料？分成哪几个阶段？发生哪些反应？需要哪些设备？提示 【慎思2】A．在生产中常用过量的空气B．在生产中常用过量的SO2C．在生产中采用V2O5作催化剂D．在生产中采用常压提示 增大空气浓度即增大O2的浓度，使平衡向正反应方向移动，提高了SO2的转化率；增大压强可使SO3的体积分数提高，但对设备的要求及成本都相应提高。答案 B【慎思3】为了提高硫酸工业的综合经济效益，下列做法正确的是( )。①对硫酸工业生产中产生的废气、废渣、废液进行综合利用②充分利用硫酸工业生产中的“废热”③不把硫酸厂建在人口稠密的居民区和环保要求高的地区A．① B．② C．③ D．①②③提示 ①建立处理“三废”措施，严格执行国家“三废”排放标准；②变“三废”为宝，实行综合利用。尽可能地利用“废气、废渣、废液、废热”，既可以提高原料的利用率，降低成本，又能减少对环境的污染。硫酸厂对环境的污染是比较严重的，不能建立在人口稠密的地区和环保要求高的地区。答案 D【慎思4】你认为硫酸工业可以怎样合理利用能源？提示 (1)在沸腾炉(造气炉)旁设置蒸气锅炉进行发电。(2)在接触室(催化反应室)中设置热交换器，一方面预热反应原料气，另一方面使接触氧化后的气体降温到适宜温度。(3)在接触室(催化反应室)附近建造浴室，提高劳动福利或创造经济效益。【慎思5】接触氧化的反应为：ΔH＝－98.3kJ?mol－1这是一个气体总体积缩小的、放热的可逆反应。(1)温度SO2接触氧化是一个放热的可逆反应，根据化学平衡移动理论判断，温度较低对提高SO2的转化率有利。但是，温度较低时催化剂活性不高，反应速率低。在实际生产中，选定400～500℃作为操作温度，这时反应速率和SO2的转化率都比较理想。(2)压强SO2接触氧化是一个气体总体积缩小的可逆反应，根据化学反应速率影响因素和化学平衡移动理论判断，加压对提高化学反应速率和SO2的平衡转化率有利。但是，在常压、400～500℃时，SO2的平衡转化率已经很高，加压必须对设备的要求高，增大投资和能量消耗，故在实际生产中，通常采用常压操作，并不加压。(3)接触氧化的适宜条件常压、较高的温度(400～500℃)和催化剂。在实际化工生产中还要同时考虑控制某些反应条件的成本和实际可能性。以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：(1)将煅烧黄铁矿的化学方程式补充完整。(2)接触室中发生反应的化学方程式是________________________________________________。【例1】?(3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是____________(填字母)。A．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎B．过量空气能提高SO2的转化率C．使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率D．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁(4)能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是_______(填字母)。A．NaOH溶液、酚酞试液B．KMnO4溶液、稀硫酸C．碘水、淀粉溶液D．氨水、酚酞试液解析 (3)催化剂只能改变可逆反应的化学反应速率，而不会使其平衡发生移动，故不能提高SO2的转化率及反应过程中放出的热量；ABD正确。(4)要测定SO2的含量，所用试剂需能与SO2反应，且能明显指示反应的终点，分析知答案为B、C。(5)对于可逆反应，其热化学方程式中的焓变是指可逆反应进行到底的热效应，计算时根据方程式列比例计算即可。一万吨98%的H2SO4溶液中含H2SO4的质量为9.8×109g，SO3 ～ H2SO4 ～ ΔH80g98g196.6kJ×0.5m(SO3)9.8×109gQ(3)ABD (4)BC (5)8.0×103t，9.83×109kJ在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是( )。A．硫铁矿燃烧前要粉碎，因为大块的硫铁矿不能在空气中燃烧B．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中SO2会与杂质反应C．SO2氧化为SO3时需使用催化剂，这样可以提高SO2的转化率D．SO3用98.3%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收完全【体验1】?解析 将硫铁矿粉碎使燃烧速率更快、反应更充分；净化SO2的主要目的是防止杂质使催化剂中毒；催化剂只能提高反应速率，不能提高SO2的转化率。答案 D(1)三废：废气、废液、废渣(2)三废处理方法：①尾气吸收法一 石灰水吸收法SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O；CaSO3＋H2SO4===CaSO4＋SO2↑＋H2O。法二 氨水吸收法SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3；(NH4)2SO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O。②污水处理利用不同化工生产过程中产生的污水所含的杂质不同，根据杂质的性质利用不同的化学方法进行处理。硫酸工业废水中常含有硫酸，常用石灰乳中和：Ca(OH)2＋H2SO4===CaSO4＋2H2O。③废渣的利用黄铁矿的矿渣的主要成分是Fe2O3和SiO2，可作为制造水泥的原料或用于制砖。含铁高的矿渣经处理后可以炼铁，有的也可分离后循环利用或提炼贵重的有色金属或将其用于铺路。下列废物处理方法中正确的是( )。A．化学实验中产生的二氧化硫废气可用浓硫酸吸收B．化学实验中产生的二氧化氮废气可用水吸收C．用黄铁矿作原料生产硫酸的过程中产生的废渣可用于提取燃料D．用黄铁矿作原料生产硫酸的过程中产生的废气可用于提取漂白剂【例2】?解析 二氧化硫在浓硫酸中的溶解度非常小，A项错误；二氧化氮一般用烧碱溶液吸收，发生的反应为：2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，B项错误；黄铁矿本来就是无机矿物质，又经过高温煅烧后，废渣的主要成分是氧化铁、二氧化硅、氧化铝等，从中提取燃料是不现实的，C项错误；硫酸生产厂的废气中含有较高浓度的二氧化硫气体，二氧化硫可用作漂白剂，D项正确。答案 D(1)SO2主要来自于硫酸工厂废气和含硫矿物的燃烧。①若用Na2SO3溶液来吸收工厂的SO2尾气，加热吸收液可获得高浓度的SO2，变废为宝。你能写出主要的化学方程式吗？②为除去燃料中的硫，可采用如图脱硫工艺。你能写出主要的化学方程式吗？【体验2】?(2)接触法制硫酸过程中既产生出废渣、又产生尾气，这与绿色工业生产是相悖的。请你写出这些废渣、尾气的用途。废渣用途：__________________________________，尾气用途：_______________________________。讨论主要从三个方面入手：一是环境保护与原料的综合利用；二是能量的充分利用；三是生产规模及厂址的选择，特别是注意环保与原料、能量的充分利用。(1)环境保护与综合利用原料硫酸工业三废的处理：①尾气吸收：石灰水吸收法SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O；CaSO3＋H2SO4===CaSO4＋SO2↑＋H2O【探究过程】实验探究一硫酸工业综合经济效益②污水处理：硫酸工业污水中常含有硫酸，常用石灰乳中和：Ca(OH)2＋H2SO4===CaSO4＋2H2O③废渣的利用：黄铁矿矿渣一般可用于制造水泥或制砖，含铁量高的矿渣可用于炼铁。在最终产生的三废中，往往还含有未反应的反应物，为了充分利用原料，在收集产品时可将剩余反应物重新并入原料中，使生产过程带有局部循环的特点，这是化工生产工艺设计中常用的方法。(2)能量的充分利用许多化学反应是放热反应，化工生产中应充分利用反应热，这对于降低生产成本具有重要的意义：在沸腾炉旁设置“废热”锅炉，产生蒸汽来发电；在催化反应室中设热交换装置，利用SO2氧化为SO3时放出的热量来预热即将参加反应的SO2和O2，使其达到适宜反应的温度；生产中如能充分利用这些“废热”，不仅不需外界向硫酸厂供应能量，还可由硫酸厂向外界输出大量能量。(3)生产规模和厂址的选择一般要对原料、水源、能源、土地供应、市场需求、交通、环境保护等因素进行综合性和系统性的研究。在以下条件下，你认为A城市该不该建硫酸厂？(1)A城市郊区有丰富的黄铁矿资源、水源、能源充足，交通方便。(2)A城市需使用硫酸的工业不多，而离它远的B城市是一个消耗硫酸甚多的工业城市。(3)A城市是一个风光秀丽的旅游城市，对环境保护的要求甚高，而且土地价格较贵，土地供应紧张。【案例】?解析 全面分析三个条件：第一个条件有利于A城市建硫酸厂；第二个条件从市场需求和运输成本考虑，在A城市建厂不如在B城市建厂合算；第三个条件从根本上否定了在A城市建厂的设想。因为是一个风光秀丽的旅游城市，对环保的要求一定很高，而且该地的土地价格也较贵，如果在该地建污染比较严重的硫酸厂，必然会破坏旅游资源，得不偿失。所以结论是：在B城市建硫酸厂，再运输少量硫酸到A城市供应生产的需要，这样资源配置比较合理。答案 不该在A城市建硫酸厂
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