（8分）【化学—化学与技术】硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。（1）若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在的郊区（填标号）；A． - 高中化学试题 - 超级试练试题库

题目

题型：不详难度：来源：

（8分）【化学—化学与技术】
硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。
（1）若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在     的郊区（填标号）；
A．有丰富黄铁矿资源的城市  B．风光秀丽的旅游城市
C．消耗硫酸甚多的工业城市D．人口稠密的文化、商业中心城市
（2）CuFeS₂是黄铁矿的另一成分，煅烧时CuFeS₂转化为CuO、Fe₂O₃和SO₂，该反应的化学方程式为               。
（3）在硫酸工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都是正确的是  。
A．黄铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的黄铁矿不能在空气中燃烧
B．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中二氧化硫会与杂质反应
C．二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率
D．三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以提高三氧化硫的吸收效率
（4）由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe₂O₃、CuO、CuSO₄（由CuO与SO₃在沸腾炉中化合而成），其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化（见下表）

沸腾炉温度/℃	600	620	640	660
炉渣中CuSO₄的质量分数/%	9.3	9.2	9.0	8.4

已知CuSO₄在低于660℃时不会分解，请简要分析上表中CuSO₄的质量分数随温度升高而降低的原因。

答案

（1）C（2分）（2）4CuFeS₂+13O₂

4CuO+2Fe₂O₃+8SO₂（2分）（3）D（2分）
（4）SO₂转化为SO₃是正反应放热的可逆反应（1分），随温度升高，平衡左移，SO₃物质的量减少（1分），所以CuSO₄的量减少（或温度升高，SO₃物质的量减少，故CuSO₄的量减少）

解析

略

核心考点

试题【（8分）【化学—化学与技术】硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。（1）若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在的郊区（填标号）；A．】；主要考察你对绿色化学等知识点的理解。[详细]

举一反三

[化学——选修化学与技术]（15分）
工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应：N₂（g）+3H₂（g）

2NH₃（g），其
部分工业流程如下：

回答下列问题：
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g） △H=180.5kJ/mol
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g） △H=-905kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂（g） △H=-483.6kJ/mol
则N₂（g）+2H₂

2NH₃（g）的△H=         ；
（2）如果工业上，在一定温度下，将1.5molN₂气体和6molH₂气体通入到体积为1升的密闭容器中。当反应达到平衡时，容器内气体的压强为起始时的80%，则其平衡常数为          。改变下列条件，能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是             ;
①增大压强                                                    ②增大反应物质的浓度
③使用催化剂                                                ④降低温度
（3）合成氨反应的平衡常数很小，所以在工业采取气体循环的流程。即反应后通过降低混合气体的温度而使氢气分离出来。这种分离物质的方法其原理类似于下列哪种方
法？                （填编号）
①过滤                           ②蒸馏                    ③渗析                    ④萃取
理由是                                         ;
（4）可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气，如果漏气则会有白烟（成份为氯化铵）生成。该反应的化学方程式为                              ；
（5）假如该厂生产氨水的物质的量浓度为20mol/L，实验室若需用80mL浓度为5mol/L的氨水时，需取20mol/L的氨水          mL（用100mL的容量瓶）。假如该氨水的pH=a，加入相同体积的盐酸时，溶液呈中性，则此盐酸的pH        14-a（填“大于”“小于”或“等于”）。

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（15分）[化学与技术]硫酸在日常生产生活中应用非常广泛。请回答硫酸工业中的如下问题：
（1）早期生产硫酸以黄铁矿为原料，目前很多国家都已经限制以黄铁矿为原料而以硫黄为原料，以硫黄为原料的优点是。
（2）工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将SO₂转化为SO₃，是一个关键步骤。压强及温度对SO₂转化率的影响如下表（原料气各成分的体积分数为：SO₂7％；O₂11％；N₂ 82％）；

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

利用表中数据分析。在实际生产中选择的适宜生产条件是：温度_______ ℃，压强 ___________MPa。
（3）选择适宜的催化剂，是否可以提高SO₂的转化率? _______（填“是”或“否”），是否可以增大该反应所放出的热量? （填“是” 或“否”）。
（4）为提高SO₃吸收率，实际生产中用吸收SO₃。
（5）在催化反应室中设有热交换装置，以下叙述与热交换装置的作用有关的是______（填写序号）。

A．保护环境。防止空气污染	B．充分利用热量，降低生产成本
C．升高温度，提高SO₂的转化率	D．防止催化剂中毒

（6）在硫酸工业尾气中，SO₂是主要大气污染物，必须进行净化处理，处理方法可用 ________（填名称）吸收，然后再用硫酸处理，重新生成SO₂和一种生产水泥的辅料，写出这两步反应的化学方程式_______________________________________。

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（10分）MnO₂和锌是制造干电池的主要原料。某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山，它们的主要成份为：
软锰矿：MnO₂含量≥65% Al₂O₃含量为4%
闪锌矿：ZnS含量≥80% FeS、 CuS、 CdS含量各为2%
电解法生产MnO₂传统的工艺主要流程为：软锰矿加煤还原焙烧；用硫酸浸出焙烧料；浸出液经净化后再进行电解，MnO₂在电解池的阳极析出。
电解锌的传统生产工艺为：闪锌矿高温氧化脱硫再用热还原法还原得粗锌：
2ZnS＋O₂

2ZnO＋2SO₂ 2C＋O₂

2CO ZnO＋CO

Zn(g)＋CO₂
将用热还原法制得的粗锌溶于硫酸，再电解ZnSO₄溶液可生产纯度为99.95%的锌。
现在生产MnO₂和锌的新工艺主要是通过电解获得MnO₂和锌，副产品是硫、金属铜和镉。简化流程杠图如下：

试回答下列问题：
（1）Zn的原子序数为30，它在元素周期表中的位置是           ；软锰矿、闪锌矿粉未与硫酸溶液共热时析出硫的反应为氧化－还原反应，例如：MnO₂＋ZnS＋2H₂SO₄＝MnSO₄＋ZnSO₄＋S↓＋2H₂O，据此写出MnO₂在酸性溶液中分别FeS发生氧化－还原反应的化学方程式                                  ；软锰矿中Al₂O₃溶于硫酸的离子方程式                         ；由滤渣甲回收硫黄的实验方法是                              ；
（2）用离子方程式表示浸出液A与适量Zn粉作用得到滤液B与滤渣乙的过程     ______________________________________________________________________。
（3）滤渣丙的化学成分是              ；
（4）用铁和铂电极电解MnSO₄和ZnSO₄的混合溶液可以得到Zn和MnO₂，电解时，铁做       极，铁极发生的电极反应为                      。

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【化学选修2：化学与技术】(15分)
工业上为了使原料和能量得到充分的利用，常常采用循环操作。
I、利用热化学循环制氢能缓解能源矛盾。最近研究发现，复合氧化物铁酸锰(MnFe₂O₄)可用于热化学循环分解水制氢。MnFe₂O₄的制备：

已知Fe³⁺、Mn²⁺沉淀的pH如右表所示。

	开始沉淀	完全沉淀
Fe³⁺	2.7	4.2
Mn²⁺	8.3	10.4

(1)此工艺中理论上投入原料Fe(NO₃)₃和Mn(NO₃)₂的物质的量之比应为。
(2)控制pH的操作中m的值为。
II、用MnFe₂O₄热化学循环制取氢气：

(3)由上可知，H₂燃烧的热化学方程式是。
(4)该热化学循环制取氢气的优点是

(填字母编号)。
A．过程简单、无污染

B．物料可循环使用
C．氧气和氢气在不同步骤生成，安全且易分离
III、工业上可用H₂、HCl通过下图的循环流程制取太阳能材料高纯硅。

反应①

反应②：

（5）上图中，假设在每一轮次的投料生产中，硅元素没有损失，反应①中HCl的利用率和反应②中H₂的利用率均为75％。则在下一轮次的生产中，需补充投入HCl和H₂的体积比是。

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合成氨反应：N₂(g) + 3H₂(g)

2NH₃(g) ，在反应过程中，

t1、t2、t3、t4时条件改变，正反应速率发生变化，如右图，对于可能的条件改变下列判断正确的是

A．t1时可能升高了温度	B．t2时可能使用了催化剂
C．t3时可能减小了压强	D．t4时可能降低了温度

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