6-5-化工生产-上海市高一化学期末必考题专练(解析版).docx

6.5 化工生产

1．了解工业制硫酸的原理和过程。
2．了解反应条件控制在生产中的应用。
3．树立节约资源、保护环境的可持续发展的意识。

1．工业制硫酸用硫黄作为原料产生的污染较用硫铁矿小，主要方面是
A．废气 B．废渣 C．废水 D．酸雨
【答案】B
【解析】以硫铁矿为原料制硫酸，会产生以Fe2O3为主要成分的废渣。答案为B。
2．接触法生产硫酸的过程中，对废气、废水、废渣、废热的处理正确的是
①尾气用氨水处理　②污水用石灰乳处理　③废渣用来造水泥、炼铁　④设置废热锅炉产生蒸汽、供热或发电
A．①② B．①③④ C．①②③ D．①②③④
【答案】D
【解析】硫酸厂尾气中含有SO2，可用氨水吸收处理；硫酸厂废水中含有硫酸可用石灰乳中和；硫酸厂废渣中含有SiO2、Fe2O3等，可用于制造水泥、炼铁；由于硫酸生产过程中三个化学反应都是放热反应，可以充分利用这些反应放出的热能来降低生产成本。答案为D。
3．在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是
A．硫铁矿煅烧前要粉碎，因为大块硫铁矿不能燃烧
B．从沸腾炉出来的气体只有SO2
C．SO2氧化成SO3，SO2能全部转化为SO3
D．SO3用98.3%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收更充分
【答案】D
【解析】选项A，大块硫铁矿也是能够燃烧的，之所以粉碎，是为了增大固体与气体的接触面积，使硫铁矿燃烧更充分，A错。选项B， 从沸腾炉出来的气体成分很多，如空气、SO2、矿尘等，B错。选项C，SO2氧化成SO3的反应是可逆反应，SO2不能全部转化为SO3，C错。选项D说法正确，答案为D。
4．工业上以黄铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外，还含有SO2等对环境有较大影响的有害气体。能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是
A. NaOH溶液、酚酞试液 B. 石灰水、石蕊试液
C. 碘水、淀粉溶液 D. 氨水、酚酞试液
【答案】C
【解析】测定SO2含量必须要能跟SO2反应，而且可以用颜色变化来准确确定反应终点。A项和D项虽然能反应，但A在完全生成Na2SO3时溶液还是碱性，没变色，而D在SO2还没与氨水完全反应时就开始变色了。B项石灰水中所含溶质较少，且石蕊试液的颜色变化不明显。答案为C。
5．在接触法制硫酸的工业生产中，下列生产操作及其原因解释二者都正确的是
A．硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为块状硫铁矿不能燃烧
B．SO2氧化为SO3时需要高压，这样可以提高SO2的转化率
C．SO2氧化为SO3时需要使用催化剂，这样可以提高SO2的转化率
D．用98.3%的浓H2SO4吸收SO3，可以防止形成酸雾阻碍SO3的吸收
【答案】D
【解析】硫铁矿燃烧前需要粉碎，目的增大反应物的接触面积，提高反应速率，A不正确；B不正确，该反应不高压，常压下即可；催化剂不能改变平衡状态，C不正确，所以正确的答案选D。
6．化学与生活密切相关，下列说法不正确的是
A．“酸雨”、“臭氧层受损”、“光化学烟雾”都与氮氧化物有关
B．PM2.5作为空气质量预报的一项重要指标，它是指空气中直径小于或等于2.5µm的颗粒物，该值越高，代表空气污染程度越严重
C．静电除尘治理悬浮颗粒污染，其依据是胶体的电泳原理
D．为消除碘缺乏症，卫生部规定食盐中必须加含碘物质，食盐中所加含碘物质是KI
【答案】D
【解析】选项A，“酸雨“、“臭氧层受损“、“光化学烟雾“都与氮氧化物有关，故A说法正确。选项B，PM2.5作为空气质量预报的一项重要指标，它是指空气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物，PM2.5表示每立方米空气中这种颗粒的含量，这个值越高，代表空气污染越严重，故B说法正确。选项C，静电除尘就是运用悬浮颗粒的胶粒带负电荷，在外加电场作用下，向阳极移动，从而达除尘的效果，其依据是胶体的电泳原理，故C说法正确。选项D，为消除碘缺乏症，卫生部规定食盐中必须加含碘物质。在食盐中所加含碘物质是碘酸钾(KIO3)，故D说法错误。答案为D。
7．下列有关环境问题的说法正确的是
A．燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量
B．臭氧的体积分数超过10－4%的空气有利于人体健康
C．pH在5.6—7.0之间的降水通常称为酸雨
D．含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染
【答案】A
【解析】选项A发生的反应有：CaCO3CaO+CO2，CaO+SO2=CaSO3，2CaSO3+O2=2CaSO4，A说法正确。选项B，“臭氧的体积分数超过10－4%”，也可能是含臭氧很多，对健康是不利的，B说法错。选项C，酸雨是pH小于5.6的降水，C说法错。选项D，含磷合成洗涤剂会造成水体的富营养化，导致水体污染，D说法错。答案为A。
8．生活中常用到一些化学知识，下列分析中正确的是
A．医疗上可用硫酸钡作x射线透视肠胃的内服药，是因为硫酸钡不溶于水
B．某雨水样品放置一段时间后pH由4.68变为4.28，是因为水中溶解的CO2增多
C．氯气可用作消毒剂和漂白剂，是因为氯气与水反应生成的次氯酸具有强氧化性
D．加碘食盐中添加碘酸钾而不用碘化钾，是因为碘酸钾能溶于水而碘化钾不溶于水
【答案】C
【解析】选项A，硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药，是因为硫酸钡不溶于水、不溶于酸、不易被X射线透过，A说法错。选项B，雨水样品放置一段时间后pH减小，是因为其中的H2SO3被氧化为酸性更强的H2SO4，B说法错。选项C是正确的。选项D，是因为碘化钾易被氧气氧化成碘而损失，使用碘酸钾就避免了这种情况，D说法错。答案为C。
9． 有关硫酸工业综合经济效益的说法中正确的是
A．甲地有丰富的硫铁矿资源，水源能源充足，交通便利，是风景秀丽的旅游胜地，虽当地使用硫酸的工业不多，但为提高当地经济效益宜建硫酸厂
B．为减少SO2对空气的污染，可以建筑高烟囱，使含SO2的尾气在高空扩散稀释，到达地面时达到安全浓度
C．硫酸生产过程排放的污染物主要是含SO2的尾气、固体烧渣、废酸和废水等
D．选择硫酸厂厂址时，当经济利益与环保问题有冲突时，为提高人们的物质生活水平，应先考虑经济利益的问题
【答案】C
【解析】A项中，硫酸厂产生的SO2会污染环境，且H2SO4使用量小，会增加外销的成本；B项中，高烟卤并不能减小SO2的排放量；D项中，应首先考虑环保问题。答案为C。
10．如图所示是一种综合处理SO2废气的工艺流程，若每步都完全反应。下列说法正确的是

A．溶液B中发生的反应为2SO2＋O2=2SO3
B．可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液C中是否含有Fe3＋
C．由以上流程可推知氧化性：Fe3＋>O2>SO42—
D．此工艺的优点之一是物质能循环利用
【答案】D
【解析】结合题中流程可以分析得出其中涉及2个反应，依次为2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42—＋4H＋、4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O，故A错，同时由以上两个氧化还原反应方程式可知C错；用酸性高锰酸钾溶液只能检验溶液C中是否含有Fe2＋，而不能检验Fe3＋，B错。答案为D。
11．石膏也可用于工业生产二氧化硫，进而生产硫酸。天然石膏的化学式为CaSO4·2H2O。将天然石膏脱水后，第2步化学反应就可制得二氧化硫。
（1）写出第1步反应的化学方程式______________________________________。
（2）在第2步化学反应中，下列原料可以使用的是(用序号填空)________。写出有关化学反应的方程式______________________________________。
①空气　②氧气　③硫酸　④焦炭
（3）在第2步化学反应中，可能会排入空气的气态污染物是________。它(或它们)的主要危害是______________________________________。
【答案】（1）CaSO4·2H2OCaSO4＋2H2O
（2）④　2CaSO4＋C2CaO＋2SO2↑＋CO2↑
（3）二氧化硫和一氧化碳　二氧化硫导致酸雨，一氧化碳使人中毒
【解析】在CaSO4→SO2的变化中硫元素被还原，所以要使用还原剂(焦炭)。焦炭的氧化产物中有可能含有一氧化碳。
12．以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

（1）将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整：
4________＋11O22Fe2O3＋8SO2
（2）接触室中发生反应的化学方程式是______________________________________。
（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是(选填序号字母)________。
a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎
b．过量空气能提高SO2的转化率
c．使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率
d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
（4）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO2和铵盐。
①SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。SO2吸收Br2的离子方程式是__________________________________________________。
②为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00 mL相同浓度的NaOH溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解)，该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量。
部分测定结果：铵盐质量为10.00 g和20.00 g时，浓硫酸增加的质量相同；铵盐质量为30.00 g时，浓硫酸增加的质量为0.68 g；铵盐质量为40.00 g时，浓硫酸的质量不变。
计算：该铵盐中氮元素的质量分数是________%；若铵盐质量为15.00 g，浓硫酸增加的质量为________。(计算结果保留两位小数)
【答案】（1）FeS2 （2）2SO2＋O2 2SO3 （3）abd
（4）①SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO ②14.56　2.31 g
【解析】（3）c项催化剂只能加快反应速率，不能影响平衡移动，不会影响转化率。
（4）②依据题意加入铵盐质量为40.00 g时，浓硫酸的质量不变，可知铵盐中应含有H＋。设NaOH a mol,10 g该铵盐中含有NH x mol、H＋ y mol，则有SO mol。
则：18x＋y＋96×＝66x＋49y＝10①
由于20 g铵盐、30 g铵盐与a mol NaOH反应时NaOH的量均不足，则有：
a－2y＝x②
a－3y＝＝0.04③
联立①②③得
解之得
则铵盐中含氮量为：×100%＝14.56%
若铵盐为15 g时，此时晶体中含NH为：1.5×0.104＝0.156(mol)；H＋为：1.5×0.064＝0.096(mol)，NaOH的物质的量仍比NH和H＋的物质的量之和小，故此时产生的氨气为0.232－0.096＝0.136(mol)，其质量为0.136×17＝2.31(g)。