6.3化工生產(chǎn)（第1課時）-高一化學(xué)教材解讀（滬科版2020）原卷版

第六章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡6.3化工生產(chǎn) 課時1工業(yè)制硫酸課標(biāo)導(dǎo)航課標(biāo)導(dǎo)航了解工業(yè)制硫酸的反應(yīng)原理和生產(chǎn)過程2、了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)和科學(xué)研究中的作用知識點(diǎn)撥知識點(diǎn)撥知識點(diǎn)撥01工業(yè)制取硫酸的反應(yīng)原理和生產(chǎn)過程一、工業(yè)制硫酸的反應(yīng)原理1．二氧化硫的制取如果以硫黃為原料，化學(xué)方程式為S+O2SO2。如果以硫鐵礦（FeS2）為原料，化學(xué)方程式為4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。2．二氧化硫的轉(zhuǎn)化，化學(xué)方程式為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。3．硫酸的生成，化學(xué)方程式為SO3+H2O=H2SO4。根據(jù)工業(yè)制硫酸的反應(yīng)原理，生產(chǎn)過程通?？梢苑譃樵鞖?、轉(zhuǎn)化、吸收三個主要階段。二、原理圖原理：H2SO4SO3SO2FeS2S1、硫酸生產(chǎn)中的“三”①三種原料：硫鐵礦、硫磺、含硫工業(yè)廢物②三個主要生產(chǎn)步驟：造氣、接觸氧化、三氧化硫吸收③三個反應(yīng)：造氣：FeS2（s）＋11/4O2(g)1/2Fe2O3(s)＋2SO2(g)+Q1Q1=853KJ·mol1接觸氧化：2SO2（氣）+O2（氣）====2SO3（氣）+Q2Q2=196.6KJ·mol1SO3的吸收：SO3+H2O==H2SO4+Q3Q3=130.3KJ·mol1④三種主要生產(chǎn)設(shè)備：沸騰爐、轉(zhuǎn)化室、吸收塔⑤三個適宜條件：溫度、壓強(qiáng)、催化劑沸騰爐轉(zhuǎn)化室吸收塔知識點(diǎn)撥02工業(yè)制硫酸的原料選擇1．工業(yè)制硫酸的主要原料有硫黃、硫鐵礦、冶煉煙氣、硫化氫以及工業(yè)廢氣等。2．以硫鐵礦為原料制硫酸，生產(chǎn)中會產(chǎn)生“三廢”（廢氣、廢液、廢渣），存在治理成本大，能耗高，硫資源利用低等問題，硫黃是生產(chǎn)硫酸的優(yōu)質(zhì)原料。知識點(diǎn)撥03工業(yè)制硫酸的詳細(xì)生產(chǎn)過程1．SO2的制取與凈化工業(yè)上，可以燃燒硫黃制得SO2，也可以從冶煉煙氣中獲得SO2，還可以使用硫鐵礦在沸騰爐中煅燒，得到SO2。SO2在進(jìn)行轉(zhuǎn)化之前，必須通過除塵、干燥等凈化處理，要目的是防止催化劑中毒、腐蝕設(shè)備。2．SO2氧化成SO3這一步反應(yīng)是在轉(zhuǎn)化器里進(jìn)行的，反應(yīng)條件是催化劑（V2O5），高溫。寫出下圖A、B、C三處氣體的主要成分：ASO2、O2，BSO2、O2，CSO2、O2、SO3。3．SO3的吸收和硫酸的生成工業(yè)上一般用98.3%的濃硫酸來吸收三氧化硫，若用水或稀硫酸吸收三氧化硫，容易形成酸霧，影響吸收效率。思維探究思維探究探究一、某同學(xué)設(shè)計如圖所示裝置探究工業(yè)制硫酸轉(zhuǎn)化器中的反應(yīng)，并測定此條件下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率。實(shí)驗(yàn)時，裝置D錐形瓶中溶液產(chǎn)生白色沉淀，裝置E中溶液褪色?；卮鹣铝袉栴}：(1)裝置B的三個作用是①；②；③通過觀察氣泡的速率，控制氧氣和二氧化硫的通入比例。(2)實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)V2O5表面紅熱后，應(yīng)將酒精燈移開一會兒后再繼續(xù)加熱，其原因是。(3)D中錐形瓶盛放的溶液可以是(選填序號)。①足量澄清石灰水

②足量小蘇打溶液③足量氯化鋇溶液

④足量稀硫酸反應(yīng)停止后，要通過測定裝置D錐形瓶中產(chǎn)生的白色沉淀的量，得出已被氧化的二氧化硫的量，在濾出沉淀前必須進(jìn)行的一步實(shí)驗(yàn)操作是(簡述過程)。(4)若從錐形瓶溶液中得到的沉淀質(zhì)量為mg，要測定該條件下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，實(shí)驗(yàn)時還需要測定的數(shù)據(jù)是(選填序號)，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率是(用含有m、a、b

c、d中的一種或幾種字母的代數(shù)式表示)。①裝置F增加的質(zhì)量ag②裝置A中亞硫酸鈉減少的質(zhì)量bg③裝置B增加的質(zhì)量cg④裝置E增加的質(zhì)量dg【答案】(1)干燥氧氣和二氧化硫使氧氣和二氧化硫混合均勻(2)該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱，溫度過高平衡逆向移動，不利于三氧化硫的生成；且影響催化劑的活性(3)③繼續(xù)通氧氣，使裝置中的三氧化硫和二氧化硫被D、E、F吸收(4)①④【分析】裝置A制備二氧化硫，裝置B干燥氧氣和二氧化硫，同時混合二者，裝置C中二氧化硫被氧氣氧化為三氧化硫，裝置D吸收三氧化硫，裝置E檢驗(yàn)二氧化硫的性質(zhì)，裝置F吸收尾氣，據(jù)此解答。【詳解】（1）通過觀察A裝置可判斷其作用除了冒氣泡的速率來控制氣體流量，還可以干燥氧氣和二氧化硫，氧氣和二氧化硫混合均勻；（2）由于該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱，溫度過高平衡逆向移動，不利于三氧化硫的生成，且影響催化劑的活性，所以實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)V2O5表面紅熱后，應(yīng)將酒精燈移開一會兒后再繼續(xù)加熱；（3）由于進(jìn)入裝置D的氣體有二氧化硫、三氧化硫和氧氣，實(shí)驗(yàn)時，裝置D錐形瓶中溶液產(chǎn)生白色沉淀，所以盛放的溶液是足量氯化鋇溶液，答案選③；由于裝置中有殘留的氣體，所以在濾出沉淀前必須進(jìn)行的一步實(shí)驗(yàn)操作是繼續(xù)通氧氣，使裝置中的三氧化硫和二氧化硫被D、E、F吸收；（4）從錐形瓶溶液中得到的沉淀質(zhì)量為mg，則mg為硫酸鋇沉淀，n（BaSO4）=n（SO3）=mol，已經(jīng)知道轉(zhuǎn)化了的二氧化硫，只要再告訴反應(yīng)前的二氧化硫的物質(zhì)的量或者反應(yīng)后的二氧化硫的物質(zhì)的量，就可以計算出二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，所以實(shí)驗(yàn)時還需要測定的數(shù)據(jù)為①裝置F增加的質(zhì)量ag、④裝置E增加的質(zhì)量dg，答案選①④；總的二氧化硫的物質(zhì)的量是，所以二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為：。探究二、用下圖裝置可以進(jìn)行測定SO2轉(zhuǎn)化成SO3的轉(zhuǎn)化率的實(shí)驗(yàn)。已知SO3的熔點(diǎn)是16.8℃，沸點(diǎn)是44.8℃。已知發(fā)生裝置中所涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2SO3(s)+H2SO4(85%)→Na2SO4+H2O+SO2↑(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，應(yīng)該在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處連接合適的裝置。請從下圖A～E裝置中選擇最適合裝置并將其序號填入下面的空格中。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處連接的裝置分別是、、。(2)從乙處均勻通入O2，為使SO2有較高的轉(zhuǎn)化率，實(shí)驗(yàn)中在：①加熱催化劑；②滴加濃硫酸的順序中，應(yīng)采取的操作是先后(填編號)。在制取SO3的過程中，若溫度過高，SO2的轉(zhuǎn)化率會(填“升高”、“不變”或“降低”)。(3)有一小組在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，SO2氣體產(chǎn)生緩慢，以致后續(xù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，但又不存在氣密性問題，請你根據(jù)以下推測的原因說明相應(yīng)的驗(yàn)證方法。①Na2SO3已變質(zhì)。驗(yàn)證方法。②甲中用稀H2SO4代替濃H2SO4。驗(yàn)證方法。(4)用amolNa2SO3粉末與足量濃硫酸進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時，繼續(xù)通入O2一段時間后，測得裝置Ⅲ增重了bg，則實(shí)驗(yàn)中SO2的轉(zhuǎn)化率為％(用含a、b的代數(shù)式填寫)。【答案】(1)BAE(2)①②降低(3)驗(yàn)證方法：取待測試樣于試管中，加適量蒸餾水配成溶液，先滴入足量稀鹽酸，再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成，則證明該Na2SO3固體變質(zhì)驗(yàn)證方法：用潔凈玻璃棒蘸取待測試樣，涂白紙不變黑，則證明該溶液不是濃硫酸(4)％(或者％)【分析】根據(jù)裝置可知可以用濃硫酸來干燥二氧化硫和氧氣的混合氣體；SO3的熔點(diǎn)是16.8℃，較低，可以用冰水來獲得三氧化硫，可以用氫氧化鈉溶液進(jìn)行尾氣處理，據(jù)此解答?！驹斀狻浚?）Ⅰ裝置必須要對二氧化硫進(jìn)行干燥，可以用濃硫酸來干燥二氧化硫氣體；SO3的熔點(diǎn)是16.8℃，可以用冰水冷卻來獲得三氧化硫；未反應(yīng)掉的二氧化硫?qū)諝鈺a(chǎn)生污染，可以用氫氧化鈉溶液來進(jìn)行尾氣處理，故答案為：B；A；E；（2）為保證產(chǎn)生的二氧化硫盡可能多的轉(zhuǎn)化為三氧化硫，應(yīng)先加熱催化劑再滴入濃硫酸；SO2轉(zhuǎn)化成SO3的過程為放熱，升高溫度平衡向逆向移動，轉(zhuǎn)化率SO2的轉(zhuǎn)化率會降低，故答案為：①；②；降低；（3）①Na2SO3變質(zhì)變成Na2SO4，所以取待測試樣于試管中，加適量蒸餾水配成溶液，先滴入足量稀鹽酸，再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成，則證明該Na2SO3固體變質(zhì)，故答案為：取待測試樣于試管中，加適量蒸餾水配成溶液，先滴入足量稀鹽酸，再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成，則證明該Na2SO3固體變質(zhì)；②濃硫酸具有脫水性，可用潔凈玻璃棒蘸取待測試樣，涂白紙不變黑，則證明該溶液不是濃硫酸，故答案為：用潔凈玻璃棒蘸取待測試樣，涂白紙不變黑，則證明該溶液不是濃硫酸；（4）根據(jù)硫原子守恒，Na2SO3～SO2～SO3，amolNa2SO3粉末與足量濃硫酸進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時，應(yīng)產(chǎn)生二氧化硫的質(zhì)量為64ag，測得裝置Ⅲ增重了bg，即為剩余二氧化硫的質(zhì)量，所以參加反應(yīng)的二氧化硫的質(zhì)量為：64agbg，轉(zhuǎn)化率α=×100%=％(或者％)，故答案為：％(或者％)。核心技巧突破核心技巧突破技巧1硫酸工業(yè)的反應(yīng)原理主要涉及三個步驟：1．造氣：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或S+O2SO22．轉(zhuǎn)化：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)3．吸收：SO3+H2O=H2SO4技巧2流程圖1．沸騰爐中把硫鐵礦粉碎，目的是增大固體的表面積，與空氣充分接觸，燃燒迅速且充分。2．原料氣要通過除塵、干燥等凈化處理，目的是防止催化劑中毒，減少對設(shè)備的腐蝕。3．轉(zhuǎn)化器（又叫接觸室）中有熱交換器，使用的催化劑是五氧化二礬（V2O5）。4．在轉(zhuǎn)化器中，理論上需高壓（既能加快反應(yīng)速率，又能使化學(xué)平衡正向移動），但實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)上使用的是常壓，因?yàn)樵诔合?，該反?yīng)的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高了，若使用高壓，會增加生產(chǎn)成本，所以沒有必要使用高壓。5．吸收塔中用98.3%的濃硫酸吸收三氧化硫，如果用水或稀硫酸吸收，易形成酸霧。技巧3化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)條件的選擇，一般從下面幾個方面考慮：1．快：選擇合適的外界條件，加快化學(xué)反應(yīng)速率。2．多：選擇合適的外界條件，使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動。3．合理：結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際，優(yōu)化生產(chǎn)條件。如：理論上硫酸工業(yè)中SO2轉(zhuǎn)化為SO3需要高壓，但實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)上使用的是常壓，因?yàn)槌合略摲磻?yīng)的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高了，沒有必要使用高壓。【例題解析】【例1】對于可逆反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)（放熱反應(yīng)），下列說法中正確的是 A．達(dá)到平衡時，反應(yīng)物和生成物的濃度一定相等 B．在工業(yè)上，該反應(yīng)的條件是：高溫、高壓、催化劑 C．加入催化劑，可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率D．工業(yè)生產(chǎn)條件的選擇，要綜合考慮反應(yīng)速率、化學(xué)平衡和實(shí)際情況【答案】D【解析】選項(xiàng)A，平衡時各物質(zhì)的濃度不再變化，不一定相等，A錯。選項(xiàng)B，工業(yè)生產(chǎn)時的壓強(qiáng)為常壓，B錯。選項(xiàng)C，催化劑只能改變反應(yīng)速率，不影響平衡轉(zhuǎn)化率，C錯。答案為D?！纠?】工業(yè)上常用CuFeS2和FeS2(二硫化亞鐵)煉鐵和制硫酸，反應(yīng)如下①2CuFeS2＋7O2CuSO4＋CuO＋Fe2O3＋3SO2②4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2已知CuFeS2中Cu為＋1價，S為2價。下列說法不正確的是A．反應(yīng)①②中Fe均被氧化B．反應(yīng)①中CuSO4和CuO只是氧化產(chǎn)物C．反應(yīng)②中Fe2O3和SO2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物D．反應(yīng)①②生成等物質(zhì)的量的SO2時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比為56∶33【答案】A【解析】A．反應(yīng)①中鐵為+3價，化合價不變，反應(yīng)②中鐵元素化合價由+2價升高為+3價，被氧化，A錯誤；B．反應(yīng)①：生成硫酸銅時氧元素化合價降低，銅元素、硫元素化合價升高，硫酸銅既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物；生成氧化銅時銅元素化合價升高，氧元素化合價降低，氧化銅既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物，B正確；C．反應(yīng)②中生成Fe2O3時鐵元素化合價升高，氧元素化合價降低，氧化鐵既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物，生成SO2時硫元素化合價升高，氧元素化合價降低，SO2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物，C正確；D．反應(yīng)①②中只有氧元素化合價降低，假設(shè)均生成24molSO2，反應(yīng)①轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為，反應(yīng)②轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為：，轉(zhuǎn)移電子數(shù)之比為：224:132=56:33，D正確；故選A?！纠?】工業(yè)上生產(chǎn)硫酸時，如果將反應(yīng)器內(nèi)的混合氣體突然冷卻到室溫有白色晶體析出，此晶體是A．二氧化硫 B．三氧化硫 C．硫酸 D．硫磺【答案】B【解析】反應(yīng)器內(nèi)的混合氣體有氧氣、二氧化硫和三氧化硫，由于三氧化硫的熔點(diǎn)只有16.8℃，所以突然冷卻到室溫有白色晶體三氧化硫析出。答案選B。【例4】】有關(guān)工業(yè)制硫酸的下列說法中，不正確的是A．二氧化硫的催化氧化在轉(zhuǎn)化器中發(fā)生B．吸收塔用濃度為98.3%濃硫酸吸收三氧化硫C．轉(zhuǎn)化器中裝有催化劑D．以硫磺為原料制硫酸使用的設(shè)備之一是沸騰爐【答案】D【解析】以硫鐵礦為原料制硫酸使用沸騰爐，如果原料是硫磺則不需要沸騰爐了，所以選項(xiàng)D的說法是錯誤的。答案為D?！纠?】工業(yè)制硫酸的適宜條件不包括A．礦石粉碎成粉末可加快反應(yīng)速率B．原料氣進(jìn)入轉(zhuǎn)化器之前需凈化處理C．SO2轉(zhuǎn)化為SO3時用鐵觸媒作催化劑D．用98.3%的濃硫酸吸收SO3【答案】C【解析】選項(xiàng)C，SO2轉(zhuǎn)化為SO3時使用的催化劑是V2O5，鐵觸媒是工業(yè)合成氨的催化劑。答案為C?！纠丁苛蛩峁I(yè)中，轉(zhuǎn)化器發(fā)生催化氧化（2SO2＋O2SO3）的裝置如圖，下列說法正確的是催化劑催化劑abd熱交換器催化劑cA．a(chǎn)處進(jìn)入的氣體中SO2過量B．沸騰爐中產(chǎn)生的氣體直接從a處進(jìn)入C．a(chǎn)、b、c三處氣體成分相同D．d處出來的氣體只含SO3【答案】C【解析】選項(xiàng)A，a處進(jìn)入的氣體中空氣是過量的，A錯。選項(xiàng)B，沸騰爐中產(chǎn)生的氣體需凈化處理后才能從a處進(jìn)入，B錯。選項(xiàng)C，a、b、c三處氣體成分相同，只是溫度不同，C對。選項(xiàng)D，d處出來的氣體除SO3外，還有N2、O2、SO2等，D錯。答案為C?！纠?】工業(yè)上以硫鐵礦為原料制硫酸的生產(chǎn)過程中，下列措施能提高硫酸產(chǎn)率的是A．直接把礦石送入沸騰爐B．沸騰爐中通入過量空氣C．對爐氣進(jìn)行除塵、洗滌、干燥處理D．轉(zhuǎn)化器內(nèi)用催化劑【答案】B【解析】選項(xiàng)A，與平衡移動無關(guān)，A錯。選項(xiàng)B，過量空氣既可以加快反應(yīng)速率，也能使SO2催化氧化的平衡正向移動，從而提高硫酸的產(chǎn)率，B正確。選項(xiàng)C，目的主要是防止催化劑中毒和防止腐蝕設(shè)備，與平衡移動無關(guān)，C錯。選項(xiàng)D，催化劑不影響平衡，D錯。答案為B?！纠?】．下列廢物處理方法中正確的是A．化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的二氧化硫廢氣可用濃硫酸吸收B．硫酸工業(yè)中產(chǎn)生的二氧化硫廢氣可以直接排入空氣C．用黃鐵礦作原料生產(chǎn)硫酸的過程中產(chǎn)生的廢渣可用于提取燃料D．用黃鐵礦作原料生產(chǎn)硫酸的過程中產(chǎn)生的廢氣可用于提取漂白劑【答案】D【解析】A．二氧化硫廢氣是用氨水吸收的，A錯誤；B．二氧化硫廢氣不能直接排入空氣，否則既造成空氣污染，又浪費(fèi)了原料，B錯誤；C．硫酸工業(yè)的廢渣的主要成分是氧化鐵，是不能燃燒的，C錯誤；D．硫酸工業(yè)的尾氣中含SO2，SO2有漂白性，分離出來后可作漂白劑，D正確；故選D?！纠?】工業(yè)制硫酸的一步重要反應(yīng)是SO2在400~600℃下的催化氧化：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，這是一個正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng)。如果反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行，下述有關(guān)說法正確的是A．使用催化劑可加快反應(yīng)速率，提高SO3產(chǎn)率B．其它條件保持不變，溫度越高，速率越快，生產(chǎn)效益越好C．實(shí)際生產(chǎn)中選定400～600℃作為操作溫度，其原因是在此溫度下催化劑的活性最高，SO2能100%轉(zhuǎn)化為SO3D．增大壓強(qiáng)可以提高SO3產(chǎn)率，但高壓對動力和設(shè)備要求太高，會增加生產(chǎn)成本【答案】D【解析】A．使用催化劑可加快反應(yīng)速率，但催化劑不能影響平衡的移動，不能提高SO3的產(chǎn)率，A錯誤；B．溫度超過400~600℃時，催化劑的活性降低；且該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，SO3產(chǎn)率的產(chǎn)率降低，故溫度超過400~600℃時，升高溫度，生產(chǎn)效益降低，B錯誤；C．實(shí)際生產(chǎn)中選定400～600℃作為操作溫度，其原因是在此溫度下催化劑的活性最高；但該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，SO2的轉(zhuǎn)化率小于100%，C錯誤；D．該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，SO3產(chǎn)率升高，但高壓對動力和設(shè)備要求太高，會增加生產(chǎn)成本，D正確；故選D?！纠?0】某校同學(xué)利用焦亞硫酸鈉()、鋅粉及甲醛(，無色易溶于水的氣體)等制取易溶于水的雕白粉［］?；卮鹣铝袉栴}：(1)甲組同學(xué)用圖1裝置(加熱及夾持裝置已略)及圖示藥品制取焦亞硫酸鈉(過飽和溶液中：)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：Ⅰ、向裝置B中通入足量；Ⅱ、向裝置B中再加入適量固體至溶解，再重復(fù)操作Ⅰ：Ⅲ、室溫靜置，過濾、干燥得焦亞硫酸鈉晶體。①裝置A中制取的化學(xué)方程式為___________。②步驟Ⅱ的目的是___________。(2)乙組同學(xué)利用甲組同學(xué)制得的焦亞硫酸鈉制取雕白粉。向圖2所示裝置的三頸燒瓶中加入預(yù)冷卻的1~2℃蒸餾水、物質(zhì)的量之比為1∶2.5的焦亞硫酸鈉和鋅粉(表面有)，并加適量無機(jī)酸(作活化劑)控制為3~3.6，維持38~45℃30min。加入甲醛溶液，水浴加熱并不斷升溫，最終保持85~98℃1.5h。①冷凝管的進(jìn)水口是___________(填字母)，冷凝管中回流的主要物質(zhì)是___________。②加入甲醛前是生成中間體的過程，加入活化劑維持合適的能提高鋅的活性和利用率，其原因是___________；若過低也會降低鋅的利用率，這是因?yàn)開__________。③反應(yīng)后漿液過濾，濾渣的成分為___________(填化學(xué)式)?！敬鸢浮?1)

(濃)

提高濃度，使其達(dá)到過飽和(合理即可，2分)(2)

b

甲醛和水的混合物(和)

活化劑能將鋅粉表面的氧化物剝離(合理即可，1分)

鋅與酸反應(yīng)被消耗(合理即可，1分)

和()【分析】制取焦亞硫酸鈉，步驟Ⅰ通入先發(fā)生反應(yīng)：，步驟ⅠⅠ加入發(fā)生反應(yīng)，（1）制取反應(yīng)：(濃)；根據(jù)過飽和溶液中：，步驟Ⅱ的目的是提高濃度，使其達(dá)到過飽和；（2）冷凝管下口進(jìn)水上口出水，進(jìn)水口是b；溫度保持85~98℃，故冷凝管中回流的主要物質(zhì)是甲醛和水的混合物；鋅粉在反應(yīng)中作還原劑，由于鋅表面有一層氧化膜，可用酸性物質(zhì)溶解除去，若過低，與酸反應(yīng)被消耗，鋅的利用率降低；制取雕白粉反應(yīng)為，由起始的配比知，鋅過量，濾渣為生成的，及過量的，ZnO。【例11】用下圖裝置可以進(jìn)行測定SO2轉(zhuǎn)化成SO3的轉(zhuǎn)化率的實(shí)驗(yàn)。已知SO3的熔點(diǎn)是16.8℃，沸點(diǎn)是44.8℃。已知發(fā)生裝置中所涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2SO3(s)+H2SO4(85%)→Na2SO4+H2O+SO2↑(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，應(yīng)該在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處連接合適的裝置。請從下圖A～E裝置中選擇最適合裝置并將其序號填入下面的空格中。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處連接的裝置分別是___________、___________、___________。(2)從乙處均勻通入O2，為使SO2有較高的轉(zhuǎn)化率，實(shí)驗(yàn)中在：①加熱催化劑；②滴加濃硫酸的順序中，應(yīng)采取的操作是先___________后___________(填編號)。在制取SO3的過程中，若溫度過高，SO2的轉(zhuǎn)化率會___________(填“升高”、“不變”或“降低”)。(3)有一小組在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，SO2氣體產(chǎn)生緩慢，以致后續(xù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，但又不存在氣密性問題，請你根據(jù)以下推測的原因說明相應(yīng)的驗(yàn)證方法。①Na2SO3已變質(zhì)。驗(yàn)證方法___________。②甲中用稀H2SO4代替濃H2SO4。驗(yàn)證方法___________。(4)用amolNa2SO3粉末與足量濃硫酸進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時，繼續(xù)通入O2一段時間后，測得裝置Ⅲ增重了bg，則實(shí)驗(yàn)中SO2的轉(zhuǎn)化率為___________％(用含a、b的代數(shù)式填寫)。【答案】(1)

B

A

E(2)

①

②

降低(3)

驗(yàn)證方法：取待測試樣于試管中，加適量蒸餾水配成溶液，先滴入足量稀鹽酸，再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成，則證明該Na2SO3固體變質(zhì)

驗(yàn)證方法：用潔凈玻璃棒蘸取待測試樣，涂白紙不變黑，則證明該溶液不是濃硫酸(4)％(或者％)【解析】根據(jù)裝置可知可以用濃硫酸來干燥二氧化硫和氧氣的混合氣體；SO3的熔點(diǎn)是16.8℃，較低，可以用冰水來獲得三氧化硫，可以用氫氧化鈉溶液進(jìn)行尾氣處理，據(jù)此解答。(1)Ⅰ裝置必須要對二氧化硫進(jìn)行干燥，可以用濃硫酸來干燥二氧化硫氣體；SO3的熔點(diǎn)是16.8℃，可以用冰水冷卻來獲得三氧化硫；未反應(yīng)掉的二氧化硫?qū)諝鈺a(chǎn)生污染，可以用氫氧化鈉溶液來進(jìn)行尾氣處理，故答案為：B；A；E；(2)為保證產(chǎn)生的二氧化硫盡可能多的轉(zhuǎn)化為三氧化硫，應(yīng)先加熱催化劑再滴入濃硫酸；SO2轉(zhuǎn)化成SO3的過程為放熱，升高溫度平衡向逆向移動，轉(zhuǎn)化率SO2的轉(zhuǎn)化率會降低，故答案為：①；②；降低；(3)①Na2SO3變質(zhì)變成Na2SO4，所以取待測試樣于試管中，加適量蒸餾水配成溶液，先滴入足量稀鹽酸，再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成，則證明該Na2SO3固體變質(zhì)，故答案為：取待測試樣于試管中，加適量蒸餾水配成溶液，先滴入足量稀鹽酸，再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成，則證明該Na2SO3固體變質(zhì)；②濃硫酸具有脫水性，可用潔凈玻璃棒蘸取待測試樣，涂白紙不變黑，則證明該溶液不是濃硫酸，故答案為：用潔凈玻璃棒蘸取待測試樣，涂白紙不變黑，則證明該溶液不是濃硫酸；(4)根據(jù)硫原子守恒，Na2SO3～SO2～SO3，amolNa2SO3粉末與足量濃硫酸進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時，應(yīng)產(chǎn)生二氧化硫的質(zhì)量為64ag，測得裝置Ⅲ增重了bg，即為剩余二氧化硫的質(zhì)量，所以參加反應(yīng)的二氧化硫的質(zhì)量為：64agbg，轉(zhuǎn)化率α=×100%=％(或者％)，故答案為：％(或者％)?！净A(chǔ)提升】1．工業(yè)上制硫酸的沸騰爐出來的爐氣必須經(jīng)過凈化處理，其正確過程是A．除塵、干燥 B．干燥、除塵C．洗滌、除塵 D．過濾、洗滌2．硫酸工業(yè)中，轉(zhuǎn)化器發(fā)生催化氧化(2SO2＋O2SO3)的裝置如圖，下列說法正確的是A．a(chǎn)處進(jìn)入的氣體中SO2過量 B．沸騰爐中產(chǎn)生的氣體直接從a處進(jìn)入C．a(chǎn)、b、c三處氣體成分相同 D．d處出來的氣體只含SO33．化學(xué)與生活、生產(chǎn)及科技密切相關(guān)。下列敘述正確的是A．工業(yè)制硫酸用98％的濃硫酸代替水吸收SO3B．汽車尾氣中氮氧化物的產(chǎn)生主要是由于汽油中含有氮元素C．高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維D．納米鐵粉主要通過物理吸附作用除去污水中的4．下列關(guān)于重要非金屬元素的用途的敘述不正確的是A．晶體硅是一種半導(dǎo)體材料，常用于制造光導(dǎo)纖維B．自然界中存在游離態(tài)的硫和化合態(tài)的硫(如黃鐵礦FeS2)，二者均可作為工業(yè)上制備硫酸的原料C．工業(yè)合成氨不僅為農(nóng)作物的生長提供了必需的氮元素，而且為其他化工產(chǎn)品(如炸藥、農(nóng)藥等)的生產(chǎn)提供了原料D．高壓輸電線路使用的陶瓷絕緣材料、用作砂輪磨料的碳化硅都屬于無機(jī)非金屬材料5．在生產(chǎn)硫酸的過程中，常用濃硫酸而不用水吸收SO3是因?yàn)锳．SO3易溶于濃H2SO4而不易溶于水B．用濃硫酸吸收速率雖慢但損失SO3少C．用水吸收時，易形成酸霧而阻礙SO3再吸收D．用水吸收時得不到純凈的硫酸6．工業(yè)制硫酸用硫黃作為原料產(chǎn)生的污染較用硫鐵礦小，主要方面是A．廢氣 B．廢渣 C．廢水 D．酸雨7．下列化工生產(chǎn)中不涉及氧化還原反應(yīng)的是A．工業(yè)制玻璃 B．工業(yè)制硫酸 C．工業(yè)制硅 D．工業(yè)制硝酸8．ⅠA族、ⅡA族元素及其化合物應(yīng)用廣泛。鈹及其化合物的性質(zhì)與鋁十分相似。工業(yè)上制備下列物質(zhì)的生產(chǎn)流程合理的是A．飽和食鹽水制備純堿：NaCl溶液B．從海水中提取鎂：海水C．工業(yè)上制備漂白粉：濃鹽酸漂白粉D．黃鐵礦制備硫酸：發(fā)煙硫酸9．工業(yè)制硫酸，不可能作為原料的是A．硫黃 B．硫鐵礦 C．冶煉煙氣 D．大理石10．硫酸是一種重要的化工產(chǎn)品，目前主要采用“接觸法”進(jìn)行生產(chǎn)。有關(guān)反應(yīng)的說法不正確的是：A．實(shí)際生產(chǎn)中，SO2、O2再循環(huán)使用提高原料利用率B．實(shí)際生產(chǎn)中，為了降低成本，提高生成效益，通常采用常壓、和較高的反應(yīng)溫度C．實(shí)際生產(chǎn)中，選定400—500℃作為反應(yīng)溫度，主要原因是該溫度范圍催化劑的活性最高D．實(shí)際生產(chǎn)中，通常通入過量SO2來提高O2的轉(zhuǎn)化率11．海帶中含有碘元素，從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)過程如下圖：下列說法不正確的是A．海帶中的碘元素以化合態(tài)存在B．步驟②可以實(shí)現(xiàn)海帶灰中的硫酸鹽和碳酸鹽等與碘的分離C．步驟④的離子方程式為：D．操作⑥中得到的有機(jī)廢液，可回收利用12．工業(yè)制硫酸的一步重要反應(yīng)是SO2在400~600℃下的催化氧化：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，這是一個正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng)。如果反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行，下述有關(guān)說法正確的是A．使用催化劑可加快反應(yīng)速率，提高SO3產(chǎn)率B．其它條件保持不變，溫度越高，速率越快，生產(chǎn)效益越好C．實(shí)際生產(chǎn)中選定400～600℃作為操作溫度，其原因是在此溫度下催化劑的活性最高，SO2能100%轉(zhuǎn)化為SO3D．增大壓強(qiáng)可以提高SO3產(chǎn)率，但高壓對動力和設(shè)備要求太高，會增加生產(chǎn)成本13．工業(yè)上生產(chǎn)硫酸時，如果將反應(yīng)器內(nèi)的混合氣體突然冷卻到室溫有白色晶體析出，此晶體是A．二氧化硫 B．三氧化硫 C．硫酸 D．硫磺14．根據(jù)要求填空。(1)氯氣和石灰乳反應(yīng)制取漂白粉的化學(xué)方程式為，漂白粉的組成為（填寫化學(xué)式）。(2)過氧化鈉和水反應(yīng)的化學(xué)方程式為，每生成1mol轉(zhuǎn)移電子個。(3)工業(yè)上用黃鐵礦（）制硫酸第一步，在（填寫設(shè)備名稱）中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。(4)紅熱的炭塊放入濃硫酸中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為，濃硫酸在反應(yīng)中表現(xiàn)出性。(5)寫出和足量反應(yīng)的離子方程式為。(6)碘鹽中的和KI在酸性溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。15．已知?dú)溲趸}和碳酸鈣在水中存在下列溶解平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH(aq)，CaCO3(s)CO(aq)＋Ca2＋(aq)。在火力發(fā)電廠燃燒煤的廢氣中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。為了除去有害氣體SO2并變廢為寶，常常用粉末狀的碳酸鈣或熟石灰的懸濁液洗滌廢氣。(1)寫出上述兩個反應(yīng)的化學(xué)方程式：①SO2與CaCO3懸濁液反應(yīng)；②SO2與Ca(OH)2懸濁液反應(yīng)。(2)試說明用熟石灰的懸濁液而不用澄清石灰水的理由。(3)在英國進(jìn)行的一項(xiàng)研究結(jié)果表明：高煙囪可以有效地降低地表面的SO2濃度。在