Question

【化学选修2-化学与技术】(15分)印尼火山喷发不仅带来壮观的美景，还给附近的居民带来物质财富，有许多居民冒着生命危险在底部的火山口收集纯硫磺块来赚取丰厚收入。硫磺可用于生产化工原料硫酸。某工厂用下图所示的工艺流程生产硫酸：

请回答下列问题：

（1）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_____________________________________________。

（2）为使硫磺充分燃烧，经流量计1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1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)，该尾气的处理方法是________。

（3）与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是________(可多选)。

A．耗氧量减少 B．二氧化硫的转化率提高

C．产生的废渣减少 D．不需要使用催化剂

（4）硫酸的用途非常广，可应用于下列哪些方面__________________________。

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

（5）矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石，可有效减少煤燃烧时SO2的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学方程式____________。

Answer 1

（1）热交换器；使浓H2SO4与SO3充分接触 （2）6：5；0.41%； 用氨水吸收

（3）A （4）BCD （5）CaCO3CaO+CO2↑、SO2+CaO＝CaSO3、2CaSO3+O2＝2CaSO4

【解析】

试题分析：（1）SO2与O2的反应为放热反应，为了充分利用能量，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；

（2）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+O22SO3，则流量计2中通入氧气的体积为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-x＝5.775x，剩余SO2为0.05x，故b管尾气中SO2的体积分数为0.41%；SO2为酸性氧化物，可以用碱液（如氨水）吸收；

（3）硫铁矿中铁的氧化需要消耗O2，A项正确；原料选择与SO2的转化率无关，B项错误；用硫铁矿为原料产生的废渣较多，但废气量相同，C项错误；用SO2制取SO3的过程中都需要使用催化剂，D项错误，答案选A；

（4）橡胶硫化所用到的为单质硫，A项错误；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，B项正确；铅蓄电池中需要用到硫酸和硫酸铅，C项正确；过磷酸钙的制取过程中需要浓硫酸和磷矿石，D项正确，答案选BCD；

（5）CaCO3高温分解生成CO2和CaO，SO2为酸性氧化物，可以和碱性氧化物CaO反应生成CaSO3，而CaSO3易被氧化为CaSO4，所以发生反应的化学方程式为：CaCO3CaO+CO2↑、SO2+CaO＝CaSO3、2CaSO3+O2＝2CaSO4。

考点：考查硫酸的制备、硫酸用途以及SO2尾气处理等