• 某化学兴趣小组的同学为模拟工业制造硫酸的生产过程,设计了如图所示的装置,请根据图回答问题:(1)装置A用来制取氧气,写出相应的化学方程式2H2O2 MnO2 2H2O+O2↑或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ ;(2)燃烧炉内放一定量黄铁矿粉末,在高温条件下和A装置制出的氧气充分反应,其化学方程式为4FeS2+11O2 高温 2Fe2O3+8SO2 ;现有含FeS260%的黄铁矿100t,如果在煅烧的过程中,S损失了18%,则可生产质量分数为98%的硫酸 吨.(3)C装置为净化装置,若无该装置,将混合气体直接通入D装置,除对设备有腐蚀外,还会造成的后果是 ;(4)工业上利用2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g)反应制备SO3,下表是在一定条件下测定的SO2的转化率,根据表格中提供的数据,请选择工业利用该反应制备SO3的温度与压强 . 压强/Mpa转化率温度/℃ 0.1 0.5 1 10 400 99.2 99.6 99.7 99.9 500 93.5 96.9 97.8 99.3 600 73.7 85.8 89.5 96.4 (5)为检验从接触室出来的气体成分,甲同学设计如下实验:①A中盛放的试剂是 ;②B中盛放98.3%浓硫酸的作用是 ,乙同学提出可用饱和NaHSO3溶液代替98.3%的浓硫酸,请你判断乙同学的方案 (填“可行”或“不可行”),说明理由 ;③C中盛放的试剂是 ,其作用是 ;(6)在硫酸工业的尾气中,SO2是主要大气污染物,必须进行净化处理,处理方法可采用过量氨气吸收,反应的离子方程式是 .试题及答案-填空题-云返教育

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      某化学兴趣小组的同学为模拟工业制造硫酸的生产过程,设计了如图所示的装置,请根据图回答问题:

      (1)装置A用来制取氧气,写出相应的化学方程式
      2H2O2
      MnO2
      2H2O+O2↑或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2

      (2)燃烧炉内放一定量黄铁矿粉末,在高温条件下和A装置制出的氧气充分反应,其化学方程式为
      4FeS2+11O2
      高温
      2Fe2O3+8SO2
      ;现有含FeS260%的黄铁矿100t,如果在煅烧的过程中,S损失了18%,则可生产质量分数为98%的硫酸          吨.
      (3)C装置为净化装置,若无该装置,将混合气体直接通入D装置,除对设备有腐蚀外,还会造成的后果是
               
      (4)工业上利用2SO
      2(g)+O2(g)═2SO3(g)反应制备SO3,下表是在一定条件下测定的SO2的转化率,根据表格中提供的数据,请选择工业利用该反应制备SO3的温度与压强         
      压强/Mpa
      转化率
      温度/℃
      0.1 0.5 1 10
      400 99.2 99.6 99.7 99.9
      500 93.5 96.9 97.8 99.3
      600 73.7 85.8 89.5 96.4
      (5)为检验从接触室出来的气体成分,甲同学设计如下实验:
      ①A中盛放的试剂是
               
      ②B中盛放98.3%浓硫酸的作用是
                ,乙同学提出可用饱和NaHSO3溶液代替98.3%的浓硫酸,请你判断乙同学的方案          (填“可行”或“不可行”),说明理由         
      ③C中盛放的试剂是
                ,其作用是         
      (6)在硫酸工业的尾气中,SO
      2是主要大气污染物,必须进行净化处理,处理方法可采用过量氨气吸收,反应的离子方程式是         

      试题解答


      2H2O2
      MnO2
      2H2O+O2↑或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2:4FeS2+11O2
      高温
      2Fe2O3+8SO2:82t:催化剂中毒:常压、400℃~500℃:BaCl2溶液:除SO3气体:不可行:SO3与NaHSO3反应生成SO2,对实验结果造成干扰:酸性KMnO4溶液或溴水:检验并吸收SO2:SO2+2NH3?H2O=SO32-+2NH4+
      解(1)实验室制取氧气常用方法有:①2KClO3
      催化剂
      KCl+3O2↑、②2KMnO4
      K2MnO4+MnO2+O2↑、
      ③2H
      2O2
      MnO2
      2H2O+O2↑、④2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,①和②的装置采用固体+固体
      加热
      气体的典型装置,③和④的装置采用固体+液体→气体的典型装置.
      装置A中锥形瓶盛放固体、分液漏斗盛放液体,所以装置A符合固体+液体→气体的典型装置,
      可以采用2H
      2O2
      MnO2
      2H2O+O2↑、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑反应原理制取氧气.
      故答案为:2H
      2O2
      MnO2
      2H2O+O2↑或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
      (2)沸腾炉中黄铁矿与氧气的反应为:4FeS
      2+11O2
      高温
      2Fe2O3+8SO2 ,接触室中反应为:2SO2+O2
      催化剂
      2SO3,吸收塔中反应为:SO3+H2O═H2SO4,设可生产质量分数为98%的硫酸质量为x,FeS2的质量为:100t×60%,FeS2中所含???元素的质量为:100t×60%×
      64
      120

      根据硫元素守恒得:S~SO
      2 ~SO3 ~H2SO4
      32 98
      100t×60%×
      64
      120
      ×(1-18%) x×98%
      解得 x=82t,
      故答案为:4FeS
      2+11O2
      高温
      2Fe2O3+8SO2;82t;
      (3)从沸腾炉中出来的成分为SO
      2、O2、N2、水蒸气、灰尘、砷硒化合物等,砷硒化合物能导致催化剂失去催化活性,所以在进入接触室前要除去水蒸气、灰尘、砷硒化合物,
      故答案为:催化剂中毒;
      (4)工业上利用2SO
      2(g)+O2(g)═2SO3(g),△H=-98.3kJ?mol-1反应制备SO3,该反应为可逆反应,正方向为放热反应,从化学平衡移动条件分析应该采用低温高压.而根据表格中提供的数据发现,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;同时反应中使用催化剂,为了使催化剂的催化活性最强,根据表格中提供的数据应该采用400℃~500℃,
      故答案为:常压、400℃~500℃;
      (5)从接触室出来的气体成分SO
      2、O2、N2、SO3,从实验装置分析,主要是为了检验SO2、SO3气体,SO3气体可溶解与浓硫酸中,所以装置B采用98.3%的浓硫酸目的是除去SO3气体的,则SO3气体的检验只能在装置A中进行,SO2气体的检验则在装置C中进行.
      SO
      3气体的检验利用BaCl2溶液,BaCl2溶液可与SO3气体反应:BaCl2+SO3+H2O═BaSO4↓+2HCl,而BaCl2溶液不与SO2气体反应,所以观察到装置A中出现白色沉淀,则可确定气体中含有SO3气体.如果采用饱和NaHSO3溶液代替98.3%的浓硫酸,则饱和NaHSO3溶液既可吸收SO3气体,反应方程式为:2NaHSO3+SO3═Na2SO4+2SO2↑+H2O,该反应生成SO2气体,会影响后面装置C中SO2气体的检验.
      SO
      2气体的检验利用品红溶液或溴水或酸性KMnO4溶液等,SO2气体可使品红溶液的红色褪色,再加热又恢复红色;SO2气体可使溴水的橙色褪色,反应为:SO2+Br2+2H2O═H2SO4+2HBr,SO2气体可使酸性KMnO4溶液紫色褪色,反应为:2KMnO4+5SO2+2H2O═K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
      故答案为:①BaCl
      2溶液;②除SO3气体;不可行;SO3与NaHSO3反应生成SO2,对实验结果造成干扰;③酸性KMnO4溶液或溴水;检验并吸收SO2
      (6)在硫酸工业的尾气中,SO
      2是主要大气污染物,必须进行净化处理,处理方法可采用过量氨气吸收,
      反应方程式为:SO
      2+2NH3?H2O═(NH42SO3,离子方程式为:SO2+2NH3?H2O=SO32-+2NH4+,故答案为:SO2+2NH3?H2O=SO32-+2NH4+

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