Question

（15分）【化學——化學與技術】
（1）火山噴發所產生的硫黃可用于生產重要的化工原料硫酸。某企業用如圖所示的工藝流程生產硫酸。

請回答下列問題：
①為充分利用反應放出的熱量，接觸室中應安裝______________(填設備名稱)。吸收塔中填充有許多瓷管，其作用是__________________________。
②為使硫黃充分燃燒，經流量計1通入燃燒室的氧氣過量50%。為提高SO₂轉化率，經流量計2的氧氣量為接觸室中二氧化硫完全氧化時理論需氧量的2.5倍，則生產過程中流經流量計1和流量計2的空氣體積比應為________。假設接觸室中SO₂的轉化率為95%，b管排出的尾氣中二氧化硫的體積分數為________。(空氣中氧氣的體積分數按0.2計)，該尾氣的處理方法是____________________________________________。
③與以硫鐵礦為原料的生產工藝相比，該工藝的特點是________。
A．耗氧量減少        B．二氧化硫的轉化率提高
C．產生的廢氣減少    D．不需要使用催化劑
（2）硫酸的用途非常廣泛，可應用于下列哪些方面________(可多選)。
A．橡膠的硫化        B．表面活性劑“烷基苯磺酸鈉”的合成
C．鉛蓄電池的生產    D．過磷酸鈣的制備
（3）礦物燃料的燃燒是產生大氣中SO₂的主要原因之一。在燃煤中加入適量的石灰石，可有效減少煤燃燒時SO₂的排放，請寫出此脫硫過程中反應的化學方程式__________________________________________、______________________________、___________________________________________。

Answer 1

（15分）
（1）①熱交換器（1分）　使濃H₂SO₄與SO₃充分接觸（1分）
②6∶5（2分）　0.41%　（2分）用氨水吸收（2分）　③A（2分）
（2）BCD（2分）
（3） CaCO₃===CaO+CO₂↑   SO₂＋CaO===CaSO₃　2CaSO₃＋O₂===2CaSO₄（3分）

試題分析：（1）①SO₂與O₂的反應為放熱反應，為了充分利用能量，應安裝熱交換器；吸引塔中填充許多瓷管，增大三氧化硫與濃硫酸的接觸面，有利于三氧化硫的吸收。
②燃燒室中的反應為S＋O₂SO₂，假設SO2的體積為x，則流量計1中通入氧氣的體積為1.5x，接觸室中的反應為2SO₂ +O₂2SO₃，則流量計2中通入氧氣的體積為1.25x；流量計1中通入空氣的體積為7.5x，流量計2中通入空氣的體積為6.25x，故流經流量計1和流量計2的空氣體積比應為7.5x∶6.25x＝6∶5；燃燒室剩余空氣6.5x，接觸室剩余空氣6.25x－x＝5.775x，剩余_SO2為0.05x，故b管尾氣中SO₂的體積分數為0.41%；SO₂為酸性氧化物，可以用堿液(如氨水)吸收。
③硫鐵礦中鐵的氧化需要消耗O₂，A項正確；原料選擇與SO₂的轉化率無關，B項錯誤；用硫鐵礦為原料產生的廢渣較多，但廢氣量相同，C項錯誤；用SO₂制取SO₃的過程中都需要使用催化劑，D項錯誤。
（2）橡膠硫化所用到的為單質硫，A項錯誤；烷基苯磺酸鈉中含有磺酸基，制取過程中需要發生磺化反應，B項正確；鉛蓄電池中需要用到硫酸和硫酸鉛，C項正確；過磷酸鈣的制取過程中需要濃硫酸和磷礦石，D項正確。
（3）CaCO₃高溫分解生成CO₂和CaO，SO₂為酸性氧化物，可以和堿性氧化物CaO反應生成CaSO₃，而CaSO₃易被氧化為CaSO₄，所以發生反應的化學方程式為：CaCO₃===CaO+CO₂↑   SO₂＋CaO===CaSO₃　2CaSO₃＋O₂===2CaSO₄