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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...

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:

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请回答下列问题:

1)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

2)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                

3)如果进入接触室的混合气(含SO2体积分数为7%、O211%、N282%)中SO2平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。在实际生产中,SO2催化氧化反应的条件选择常压和450℃ ,而没有选择SO2转化率更高的BC点对应的反应条件,其原因分别是                           

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4)为使硫黄充分燃烧,经流量计l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l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),

5)工业对硫酸厂尾气的处理方法一般是                      

 

(15分) (1)B、C、D; (2)热交换器;增加SO3与浓硫酸的接触面,有利于SO3的吸收; (3)不选B点,因为压强越大对设备的投资大,消耗的动能大;SO2的转化率在1个大气压下已是97%左右,再提高压强,SO2的转化率提高的余地很小;不选C点,因为温度越低,SO2转化率虽然更高,但催化剂的催化作用受影响,450℃时,催化剂的催化效率最高; (4)1.2;0.004; (5)用氨水吸收 ; 【解析】 试题分析:(1)A、橡胶硫化所用到的为单质硫,故A错误;B、烷基苯磺酸钠中含有磺酸基,制取过程中需要发生磺化反应,磺化反应就是与硫酸发生的取代反应,故B正确;C、铅蓄电池中需要用到硫酸作电解质溶液,故C正确;D、过磷酸钙的制取过程中需要浓硫酸和磷矿石,故D正确;故选:BCD; (2)充分利用能量,应安装热交换器,吸引塔中填充许多瓷管,增大三氧化硫与浓硫酸的接触面,有利于三氧化硫的吸收,故答案为:热交换器;增大三氧化硫与浓硫酸的接触面,有利于三氧化硫的吸收; (3)由图2可知,不选B点,压强越大对设备的投资越大,消耗的动能大,SO2的转化率在1个大气压时,已经很高了,再提高压强SO2的转化率提高不大;不选C点,因为C点温度低,SO2的转化率虽然很高,但是催化剂的催化效率降低,450℃时催化剂的催化效率最高,所以选择A点,不选择C点;故答案为:不选B点,压强越大对设备的投资越大,消耗的动能大,SO2的转化率在1个大气压时,已经很高了,再提高压强SO2的转化率提高不大;不选C点,因为C点温度低,SO2的转化率虽然很高,但是催化剂的催化效率降低,450℃时催化剂的催化效率最高; (4)燃烧室中的反应为S+O2SO2,假设SO2的体积为x,则流量计1中通入氧气的体积为1.5x,接触室中的反应为2SO2+O2⇌2SO3,则流量计2中通入氧气的体积为2.5×0.5x=1.25x;流量计1中通入空气的体积为7.5x,流量计2中通入空气的体积为6.25x,故流经流量计1和流量计2的空气体积比应为7.5x:6.25x=6:5;燃烧室剩余空气6.5x,接触室剩余空气6.25x-0.5×0.95x=5.775x,剩余SO20.05x,故b管尾气中SO2的体积分数为=0.39%;故答案为:6:5;0.39%; (5)硫酸工业的尾气中含有二氧化硫,二氧化硫是酸性氧化物,可用碱性物质氨水来处理,故答案为:用氨水来吸收。 考点:考查了工业制取硫酸的相关知识。  
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考点分析:
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钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO·TiO2),含有少量MgOCaOSiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4)的工业流程如下图所示:

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已知:FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为:FeTiO3+4H++4Cl= Fe2++ TiOCl42—+2H2O

1)化合物FeTiO3中铁元素的化合价是___________

2)滤渣A的成分是___________

3)滤液BTiOCl42和水反应转化生成TiO2的离子方程式是                

4)反应中固体TiO2转化成(NH42Ti5O15 溶液时,Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示。反应温度过高时,Ti元素浸出率下降的原因          

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6)由滤液D制备LiFePO4的过程中,所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是___________

7)若采用钛酸锂(Li4Ti5O12)和磷酸亚铁锂(LiFePO4)作电极组成电池,其工作原理为:Li4Ti5O12 + 3LiFePO4满分5 manfen5.com Li7Ti5O12 + 3FePO4 该电池充电时阳极反应式是:          

 

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某废金属屑中主要成分为CuFeAl,还含有少量的铜锈[Cu2(OH)2CO3]、少量的铁锈和少量的氧化铝,用上述废金属屑制取胆矾(CuSO4·5H2O)、无水AlCl3和铁红的过程如下图所示:

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请回答:

1)在废金属屑粉末中加入试剂A,生成气体1的反应的离子方程式是_________________

2)溶液2中含有的金属阳离子是__________;气体2的成分是______________

3)溶液2转化为固体3的反应的离子方程式是____________________________

4)利用固体2制取CuSO4溶液有多种方法。

在固体2中加入浓H2SO4并加热,使固体2全部溶解得CuSO4溶液,反应的化学方程式是___________

在固体2中加入稀H2SO4后,通入O2并加热,使固体2全部溶解得CuSO4溶液,反应的离子方程式是_____________________________

5)溶液1转化为溶液4过程中,不在溶液1中直接加入试剂C,理由是__________________

6)直接加热AlCl3·6H2O不能得到无水AlCl3SOCl2为无色液体,极易与水反应生成HCl和一种具有漂白性的气体。AlCl3·6H2OSOCl2混合加热制取无水AlCl3,反应的化学方程式是______________

 

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氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。

1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。

反应

大气固氮

N2 (g)+O2 (g)满分5 manfen5.com2NO(g)

工业固氮

N2 (g)+3H2 (g)满分5 manfen5.com2NH3(g)

温度/℃

27

2000

25

400

450

K

3.84×10-31

0.1

5×108

0.507

0.152

分析数据可知:大气固氮反应属于__________(填吸热放热)反应。

分析数据可知:人类不适合大规模模拟大气固氮的原因__________

从平衡视角考虑,工业固氮应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500℃左右的高温,解释其原因_______________________

满分5 manfen5.com2)工业固氮反应中,在其他条件相同时,分别测定N2的平衡转化率在不同压强(р1р2)下随温度变化的曲线,下图所示的图示中,正确的是________“A”“B”;比较р1р2的大小关系_________

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320世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现高温常压下的电化学合成氨,提高了反应物的转化率,其实验简图如C所示,阴极的电极反应式是                   

4)近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O(1)满分5 manfen5.com4NH3(g)+3O2(g),则其反应热ΔH___________________

已知:N2(g)+3H2(g)满分5 manfen5.com2NH3(g)  H=-92.4kJ·mol1

2H2(g) +O2(g)满分5 manfen5.com2H2O(l)  H=-571.6kJ·mol1

 

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高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的装置如图所示。下列推断合理的是

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A.铁是阳极,电极反应为Fe6e-+4H2O=FeO42-+ 8H+

B.电解时电子的流动方向为:负极→Ni电极溶液→Fe电极正极

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D.电解时阳极区pH降低、阴极区pH升高,撤去隔膜混合后,与原溶液比较pH降低(假设电解前后体积变化忽略不计)

 

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某有机化合物的结构简式为满分5 manfen5.com,有关该化合物的叙述不正确的是

A.该有机物的分子式为C11H12O2

B1 mol该物质最多能与4 mol H2发生加成反应

C.该有机物能与热的新制氢氧化铜悬浊液反应,生成砖红色沉淀

D.该有机物一定条件下,可以发生取代、氧化、酯化反应

 

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