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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
试题详情
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
2H
2
O
2
MnO
2
2H
2
O+O
2
↑或2Na
2
O
2
+2H
2
O=4NaOH+O
2
↑
;
(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
4FeS
2
+11O
2
高温
2Fe
2
O
3
+8SO
2
;现有含FeS
2
60%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)+O
2
(g)═2SO
3
(g)反应制备SO
3
,下表是在一定条件下测定的SO
2
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SO
3
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NaHSO
3
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
2H
2
O
2
MnO
2
2H
2
O+O
2
↑或2Na
2
O
2
+2H
2
O=4NaOH+O
2
↑
:
4FeS
2
+11O
2
高温
2Fe
2
O
3
+8SO
2
:82t:催化剂中毒:常压、400℃~500℃:
BaCl
2
溶液
:
除SO
3
气体
:不可行:
SO
3
与NaHSO
3
反应生成SO
2
,对实验结果造成干扰
:
酸性KMnO
4
溶液或溴水
:
检验并吸收SO
2
:
SO
2
+2NH
3
?H
2
O=SO
3
2-
+2NH
4
+
解(1)实验室制取氧气常用方法有:①2KClO
3
催化剂
△
KCl+3O
2
↑、②2KMnO
4
△
K
2
MnO
4
+MnO
2
+O
2
↑、
③2H
2
O
2
MnO
2
2H
2
O+O
2
↑、④2Na
2
O
2
+2H
2
O=4NaOH+O
2
↑,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
2
O
2
MnO
2
2H
2
O+O
2
↑、2Na
2
O
2
+2H
2
O=4NaOH+O
2
↑反应原理制取氧气.
故答案为:2H
2
O
2
MnO
2
2H
2
O+O
2
↑或2Na
2
O
2
+2H
2
O=4NaOH+O
2
↑;
(2)沸腾炉中黄铁矿与氧气的反应为:4FeS
2
+11O
2
高温
2Fe
2
O
3
+8SO
2
,接触室中反应为:2SO
2
+O
2
催化剂
△
2SO
3
,吸收塔中反应为:SO
3
+H
2
O═H
2
SO
4
,设可生产质量分数为98%的硫酸质量为x,FeS
2
的质量为:100t×60%,FeS
2
中所含???元素的质量为:100t×60%×
64
120
,
根据硫元素守恒得:S~SO
2
~SO
3
~H
2
SO
4
32 98
100t×60%×
64
120
×(1-18%) x×98%
解得 x=82t,
故答案为:4FeS
2
+11O
2
高温
2Fe
2
O
3
+8SO
2
;82t;
(3)从沸腾炉中出来的成分为SO
2
、O
2
、N
2
、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)+O
2
(g)═2SO
3
(g),△H=-98.3kJ?mol
-1
反应制备SO
3
,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SO
2
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
、O
2
、N
2
、SO
3
,从实验装置分析,主要是为了检验SO
2
、SO
3
气体,SO
3
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SO
3
气体的,则SO
3
气体的检验只能在装置A中进行,SO
2
气体的检验则在装置C中进行.
SO
3
气体的检验利用BaCl
2
溶液,BaCl
2
溶液可与SO
3
气体反应:BaCl
2
+SO
3
+H
2
O═BaSO
4
↓+2HCl,而BaCl
2
溶液不与SO
2
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SO
3
气体.如果采用饱和NaHSO
3
溶液代替98.3%的浓硫酸,则饱和NaHSO
3
溶液既可吸收SO
3
气体,反应方程式为:2NaHSO
3
+SO
3
═Na
2
SO
4
+2SO
2
↑+H
2
O,该反应生成SO
2
气体,会影响后面装置C中SO
2
气体的检验.
SO
2
气体的检验利用品红溶液或溴水或酸性KMnO
4
溶液等,SO
2
气体可使品红溶液的红色褪色,再加热又恢复红色;SO
2
气体可使溴水的橙色褪色,反应为:SO
2
+Br
2
+2H
2
O═H
2
SO
4
+2HBr,SO
2
气体可使酸性KMnO
4
溶液紫色褪色,反应为:2KMnO
4
+5SO
2
+2H
2
O═K
2
SO
4
+2MnSO
4
+2H
2
SO
4
;
故答案为:①BaCl
2
溶液;②除SO
3
气体;不可行;SO
3
与NaHSO
3
反应生成SO
2
,对实验结果造成干扰;③酸性KMnO
4
溶液或溴水;检验并吸收SO
2
;
(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
+2NH
3
?H
2
O═(NH
4
)
2
SO
3
,离子方程式为:SO
2
+2NH
3
?H
2
O=SO
3
2-
+2NH
4
+
,故答案为:SO
2
+2NH
3
?H
2
O=SO
3
2-
+2NH
4
+
.
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摩尔质量
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使用化石燃料的利弊及新能源的开发
探究吸热反应和放热反应
吸热反应和放热反应
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硫
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金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律
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同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系
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元素周期表的结构及其应用
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