2019-2020年高中化學(xué) 1.1化工生產(chǎn)過程中的基本問題規(guī)范訓(xùn)練 新人教版選修2.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 1.1化工生產(chǎn)過程中的基本問題規(guī)范訓(xùn)練 新人教版選修2 考查點一　工業(yè)生產(chǎn)過程中三廢的處理 1．工業(yè)上制取硫酸，回收尾氣中的廢氣常選用的試劑是 (　　)。 A．氨水　　　　　　　　 B．NaOH C．H2SO3 D．H2SO4 解析　用氨水吸收尾氣中的SO2，回收利用后還可生產(chǎn)化肥，且氨水價格較 低。 答案　A 2．你認為減少酸雨產(chǎn)生的途徑可采取的措施是 (　　)。 ①少用煤作燃料　②把工廠煙囪造高?、廴剂厦摿颉、茉谝阉峄耐寥乐屑? 熟石灰?、蓍_發(fā)新能源 A．①②③　 B．②③④⑤ C．①③⑤ 　D．①③④⑤ 解析　形成酸雨的主要氣體污染物是SO2等，SO2主要來源于燃燒含硫的煤 和石油，所以少用煤作燃料可減少酸雨的產(chǎn)生；將燃料脫硫也可，開發(fā)新能 源也是減少SO2排放的一條途徑，則①③⑤都可以減少SO2的污染，從而減 少酸雨的產(chǎn)生。把工廠煙囪造高不能使SO2轉(zhuǎn)化，也不能減少SO2的排放； 在已酸化的土壤中加熟石灰只能改良土壤。 答案　C 3．用硫鐵礦做原料，用接觸法生產(chǎn)硫酸的過程中，對廢棄資源的處理不正確的是 (　　)。 A．氨—酸法尾氣脫硫是先將尾氣用氨水吸收，然后再用濃硫酸處理 B．與尾氣脫硫技術(shù)相比，兩轉(zhuǎn)兩吸流程投資較少，但運行費用相對較高 C．可以從制硫酸排出的燒渣中回收鐵、有色金屬以及貴重金屬金和銀 D．沸騰爐旁可以設(shè)置“廢熱”鍋爐，利用余熱產(chǎn)生的蒸汽來發(fā)電或供熱 解析　氨—酸法尾氣脫硫用的酸不是稀硫酸，而是濃硫酸，故A正確；尾氣脫硫技術(shù)與兩轉(zhuǎn)兩吸流程相比，后者投資較少，并且運行費用相對較低，故B錯誤。 答案　B 答案　C 4．石膏也可用于工業(yè)生產(chǎn)二氧化硫，進而生產(chǎn)硫酸。天然石膏的化學(xué)式為CaSO42H2O。將天然石膏脫水后，第2步化學(xué)反應(yīng)就可制得二氧化硫。 (1)寫出第1步反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________________。 (2)在第2步化學(xué)反應(yīng)中，下列原料可以使用的是(用序號填空)__________。 寫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的方程式_________________________________________ _________________________________________________________________。 ①空氣?、谘鯕狻、哿蛩帷、芙固? (3)在第2步化學(xué)反應(yīng)中，可能會排入空氣的氣態(tài)污染物是________。它(或它 們)的主要危害是__________________________________________________ _________________________________________________________________。 解析　在CaSO4→SO2的變化中硫元素被還原，所以要使用還原劑(焦炭)。焦 炭的氧化產(chǎn)物中有可能含有一氧化碳。 答案　(1)CaSO42H2OCaSO4＋2H2O (2)④　2CaSO4＋C2CaO＋2SO2↑＋CO2↑ (3)二氧化硫和一氧化碳　二氧化硫?qū)е滤嵊?，一氧化碳使人中? 5．工業(yè)上以硫鐵礦為原料制硫酸所產(chǎn)生的尾氣除了含有N2、O2外，還含有SO2、微量的SO3和酸霧。為了保護環(huán)境，同時提高硫酸工業(yè)的綜合經(jīng)濟效益，應(yīng)盡可能將尾氣中的SO2轉(zhuǎn)化為有用的副產(chǎn)品。請按要求回答下列問題： (1)將尾氣通入氨水中，能發(fā)生多個反應(yīng)，寫出其中可能發(fā)生的兩個氧化還原 反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________、__________________。 (2)在尾氣與氨水反應(yīng)所得到的高濃度溶液中，按一 定比例加入氨水或碳酸 氫銨，此時溶液的溫度會自行降低，并析出晶體。①導(dǎo)致溶液溫度降低的原 因可能是______________；②析出的晶體可用于造紙工業(yè)，也可用于照相用 顯影液的生產(chǎn)。已知該結(jié)晶水合物的相對分子質(zhì)量為134，則其化學(xué)式為 ______________。 解析　(1)本題要注意題目要求的是寫出兩個氧化還原反應(yīng)的方程式(見答 案)。 (2)①溶液溫度降低一定是反應(yīng)吸熱所致；②析出的晶體用于造紙和顯影液， 說明晶體中含有還原性＋4價硫，因此推知晶體的主要成分為(NH4)2SO3，根 據(jù)相對分子質(zhì)量為134，可推出其化學(xué)式為(NH4)2SO3H2O。 答案　(1)2H2SO3＋O2===2H2SO4　2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4　 2NH4HSO3＋O2===2NH4HSO4(任填兩個) (2)①反應(yīng)吸熱?、?NH4)2SO3H2O 考查點二　工業(yè)生產(chǎn)過程中化學(xué)反應(yīng)原理的應(yīng)用 6．飄塵是物質(zhì)燃燒時產(chǎn)生的粒狀漂浮物，顆粒很小，不易沉降，它與空氣中的SO2、O2接觸時，SO2會部分轉(zhuǎn)化為SO3，使空氣的酸度增加，飄塵所起的作用可能是 (　　)。 ①氧化劑?、谶€原劑?、鄞呋瘎、芪絼? A．①②　　　 B．①　　　 C．①③　　　D．③④ 解析　飄塵會吸附SO2和O2，并催化該反應(yīng)的進行，使之轉(zhuǎn)化為SO3。 答案　D 7．在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，為了有利于SO2的轉(zhuǎn)化，且能充分利用熱能，采用了中間有熱交換器的接觸室。按此密閉體系中氣體的流向，則在A處流出的氣體為 (　　)。 A．SO2　　　　　 B．SO3，O2 C．SO2，O2 D．SO2，SO3 解析　原料SO2、O2從裝置左側(cè)中間進入熱交換器，吸收熱能后由A處流出 再進入接觸室發(fā)生反應(yīng)，并放出大量的熱，把一部分熱量交換給剛進入熱交 換器的原料氣，然后由下端流入下一個裝置。 答案　C 8．某工廠用CaSO4、H2O、NH3、CO2制備(NH4)2SO4。其工藝流程如下： 下列推斷不合理的是 (　　)。 A．往甲中通CO2有利于(NH4)2SO4生成 B．生成1 mol(NH4)2SO4至少消耗2 mol NH3 C．在實際生產(chǎn)中CO2可被循環(huán)使用 D．直接蒸干濾液能得到純凈的(NH4)2SO4 解析　該反應(yīng)原理為2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3，CaSO4＋ (NH4)2CO3===CaCO3↓＋(NH4)2SO4，CaCO3CaO＋CO2↑。直接蒸干會 導(dǎo)致(NH4)2SO4分解。 答案　D 9．工業(yè)接觸法制硫酸的簡單流程圖如下： (1)寫出裝置甲的名稱________。要使黃鐵礦充分和迅速地燃燒，工業(yè)上常采取的措施為__________________________________。 (2)接觸室中二氧化硫與氧氣的反應(yīng)采用________(填“常壓”或“高壓”)，原因是____________________________________________________。 (3)剛通入接觸室中的SO2和O2在熱交換器的管道________(填“里”或“外”)流動，在催化劑表面接觸反應(yīng)的SO2和O2在熱交換器的管道________(填“里”或“外”)流動，這樣兩種流體通過管壁進行熱交換。 (4)在吸收塔中為什么用98.3%的濃硫酸而不是用水吸收三氧化硫？______________________________________________________________。 (5)工業(yè)接觸法制硫酸的過程中，有兩個操作過程采用了逆流的原理，它們分別是________________________________________________， ________________________________。 答案　(1)沸騰爐　把黃鐵礦粉碎成細小的礦粒和從爐底通入強大的空氣流　(2)常壓　常壓時SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，采用高壓對SO2的轉(zhuǎn)化率提高不大卻會大大增加設(shè)備成本　(3)外　里　(4)水與SO3反應(yīng)放出大量的熱，容易形成酸霧，不利于SO3吸收　(5)在沸騰爐中礦石由上向下落，空氣由下往上升　在吸收塔中98.3%濃硫酸自上而下流，SO3等氣體自下向上升 考查點三　生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制 10．用硫鐵礦生產(chǎn)硫酸的過程中，對提高效率不利的因素是(　　)。 A．礦石粉碎后送入沸騰爐 B．使用熱交換器預(yù)熱氣體 C．用水吸收三氧化硫 D．使用催化劑 答案　C 考查點三　生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制 10．下列事實不能用勒夏特列原理解釋的是 (　　)。 A．氫氣和氮氣合成氨的反應(yīng)中，在加壓下有利于氨的生成 B．醋酸溶液中滴入少量稀鹽酸，溶液中c(H＋)增大 C．用熱的純堿水溶液洗滌油污物品時，去污效果較好 D．加催化劑V2O5，能提高SO2轉(zhuǎn)化為SO3的轉(zhuǎn)化率 解析　催化劑只能改變反應(yīng)速率，而不能使平衡發(fā)生移動。 答案　D 11．下列對硫酸生產(chǎn)中化學(xué)反應(yīng)原理的分析正確的是 (　　)。 A．硫酸生產(chǎn)中涉及的三個化學(xué)反應(yīng)因原料的不同可能全部是非氧化還原反 應(yīng) B．硫酸生產(chǎn)中涉及的三個化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng) C．硫酸生產(chǎn)中涉及的三個化學(xué)反應(yīng)都需要使用催化劑 D．硫酸生產(chǎn)中涉及的三個化學(xué)反應(yīng)都需要在較高溫度條件下進行 解析　三個化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)；三個反應(yīng)中只有SO2―→SO3需使用催化 劑；SO3―→H2SO4在常溫下進行，且是非氧化還原反應(yīng)。 答案　B 12．硫酸工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有極其重要的地位。 (1)硫酸的最大消費渠道是化肥工業(yè)，用硫酸制造的常見化肥有________(任寫 一種)。 (2)硫酸生產(chǎn)中，根據(jù)化學(xué)平衡原理來確定的條件或措施有________(填寫序 號)。 A．礦石加入沸騰爐之前先粉碎 B．使用V2O5作催化劑 C．轉(zhuǎn)化器中使用適宜的溫度 D．凈化后的爐氣中要有過量的空氣 E．催化氧化在常壓下進行 F．吸收塔中用98.3%的濃硫酸吸收SO3 (3)在硫酸工業(yè)中，通過下列反應(yīng)使二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫：2SO2(g)＋ O2(g)2SO3(g) ΔH＝－98.3 kJmol－1。在實際工業(yè)生產(chǎn)中，常采用“二 轉(zhuǎn)二吸法”，即將第一次轉(zhuǎn)化生成的SO2分離后，將未轉(zhuǎn)化的SO2進行二次 轉(zhuǎn)化，假若兩次SO2的轉(zhuǎn)化率均為95%，則最終SO2的轉(zhuǎn)化率為________。 (4)硫酸的工業(yè)制法過程涉及三個主要的化學(xué)反應(yīng)及相應(yīng)的設(shè)備(沸騰爐、轉(zhuǎn)化 器、吸收塔)。 ①三個設(shè)備分別使反應(yīng)物之間或冷熱氣體之間進行“對流”。請簡單描述吸 收塔中反應(yīng)物之間是怎樣對流的。______________________________。 ②工業(yè)生產(chǎn)中常用氨－酸法進行尾氣脫硫，以達到消除污染、廢物利用的目 的。用化學(xué)方程式表示其反應(yīng)原理。(只寫出2個方程式即可)_____________ __________________________________________________________________ 解析　(2)根據(jù)化學(xué)平衡原理來確定的條件有D項(增大反應(yīng)物濃度，使平衡 正向移動)。 根據(jù)化學(xué)平衡原理，降溫有利于平衡正向移動，保持適宜溫度是為了使催化 劑效率最高。 (3)轉(zhuǎn)化率為95%＋(1－95%)95%＝99.75%。 (4)注意SO2用NH3吸收后再用H2SO4處理，可得相應(yīng)化肥。SO2可以再次循 環(huán)利用。 答案　(1)硫酸銨(或硫酸鉀)　(2)D　(3)99.75% (4)①SO3從吸收塔底部進入，吸收劑(濃硫酸)從頂部下淋，形成對流 ②SO2＋NH3＋H2O===NH4HSO3；2NH4HSO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋2H2O＋ 2SO2↑ [或SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3；(NH4)2SO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋H2O ＋SO2↑]