【全程復習】2014高考化學 (難點聚焦+例題精講+實戰(zhàn)演練)硫酸工業(yè) 環(huán)境保護考點歸類整理

1、高考化學考點歸類整理： 硫酸工業(yè) 環(huán)境保護復習重點1接觸法制硫酸的生產過程和化學原理。2保護環(huán)境難點聚焦一、接觸法制硫酸的原理、過程及典型設備1三種原料：硫鐵礦（FeS2）、空氣、水。利用接觸法制硫酸一般可以用硫黃、黃鐵礦、石膏、有色金屬冶煉廠的煙氣(含一定量的SO2)等。其中用硫黃作原料成本低、對環(huán)境污染少。但我國硫黃資源較少，主要用黃鐵礦（主要成分為FeS2）作生產硫酸的原料。 2三步驟、三反應：（1） 4FeS2 +11O2= 2Fe2O3+8SO2（高溫）（2）2 SO2+ O2   2 SO3 （催化劑，加熱），（

2、3） SO3 + H2O = H2SO43三設備：（1）沸騰爐（2）接觸室（3）合成塔4三原理：化學平衡原理、熱交換原理、逆流原理。（1）增大反應物濃度、增大反應物間接觸面積，能提高反應速率并使化學平衡向正反應方向移動，以充分提高原料利用率。（2）熱交換原理：在接觸室中生成的熱量經(jīng)過熱交換器，傳遞給進入接觸室的需要預熱的混合氣體，為二氧化硫的接觸氧化和三氧化硫的吸收創(chuàng)造了有利條件。（3）逆流原理：液體由上向下流，氣體由下向上升，兩者在逆流過程中充分反應。三原料三階段三反應（均放熱）三設備三凈化黃鐵礦或S造氣4FeS2+11O2 =2Fe2O3+8SO2（高溫）或S

3、+O2=SO2沸騰爐除塵空氣接觸氧化2 SO2 + O2    2 SO3 （催化劑）接觸室（含熱交換器）洗滌98.3%濃硫酸三氧化硫吸收SO3+ H2O = H2SO4吸收塔干燥接觸法制硫酸的原理、過程及典型設備接觸法制硫酸示意圖：5應用化學反應速率和化學平衡移動原理選擇適宜條件二氧化硫接觸氧化的反應是一個氣體總體積縮小的、放熱的反應。（1） 溫度二氧化硫接觸氧化是一個放熱的可逆反應，根據(jù)化學平衡理論判斷，溫度較低對反應有利。但是，溫度較低時，反應速率低，考慮催化劑在400500活性最大，在實際生產中，選定400

4、500作為操作溫度，這時反應速率和二氧化硫的轉化率都比較理想。（2） 壓強二氧化硫接觸氧化是一個氣體總體積縮小的可逆反應，根據(jù)化學平衡理論判斷，加壓對反應有利。但是，在常壓、400500時，二氧化硫的轉化率已經(jīng)很高，加壓必須增加設備，增大投資和能量消耗，故在實際生產中，通常采用常壓操作，并不加壓。（3） 二氧化硫接觸氧化的適宜條件常壓、較高溫度（400500）和催化劑6接觸法制硫酸中應注意的幾個問題（1）依據(jù)反應物之間的接觸面積越大反應速率越快的原理，送進沸騰爐的礦石要粉碎成細小的礦粒，增大礦石跟空氣的接觸面積，使之充分燃燒。（2）依據(jù)增大廉價易得的反應物的濃度，使較貴重的原料得以充分利用的原

5、理，采用過量的空氣使黃鐵礦充分燃燒。（3）通入接觸室的混合氣體必須預先凈化，其原因是：爐氣中含有二氧化硫、氧氣、氮氣、水蒸氣以及砷、硒化合物、礦塵等。砷、硒化合物和礦塵等會使催化劑中毒；水蒸氣對生產和設備有不良影響。因此，爐氣必須通過除塵、洗滌、干燥等凈化處理。（4）在接觸室里裝有熱交換器，其作用是在二氧化硫接觸氧化時，用放出的熱量來加熱未反應的二氧化硫和空氣，充分利用熱能，節(jié)約燃料。 （5）不能用水吸收三氧化硫而用98.3%的濃硫酸，若用水或稀硫酸吸收，容易形成酸霧，且吸收速度慢。二、有關計算1物質純度、轉化率、產率的計算（1）物質純度（%）=不純物質中含純物質的質量÷不純物質的總

6、質量×100%（2）原料利用率（%）=實際參加反應的原料量÷投入原料總量×100%（或轉化率）（3）產率（%）=實際產量÷理論產量×100%（4）化合物中某元素的損失率=該化合物的損失率2多步反應計算（1）關系式法：先寫出多步反應的化學方程式，然后找出反應物和生成物之間物質的量（或質量）之比，列出關系式，即可一步計算。（2）元素守衡法：找出主要原料和最終產物之間物質的量的對應關系。找出此關系的簡便方法，就是分析原料與產物之間所含關鍵元素原子個數(shù)關系，如： FeS22H2SO4， SH2SO4。若已知（欲求）FeS2含量，用前面的關系式，若已知（

7、欲求）S的含量，用后一關系式，且二氧化硫轉化率、三氧化硫吸收率均可折算成起始物FeS2（或S）進行計算。1環(huán)境保護與原料的綜合利用（1）注意科學實驗與實際生產的區(qū)別在科學實驗中，為了探索某個重要的原理或實現(xiàn)某個重要的反應，可以不惜大量的時間和資金。而化工生產必須在遵循科學原理、實現(xiàn)某個反應的基礎上，著重考慮綜合經(jīng)濟效益，最大限度地提高勞動生產率、降低成本、保護生態(tài)環(huán)境，為國民經(jīng)濟部門提供質優(yōu)價廉的化工產品，以達到優(yōu)質高效的目的。（2）硫酸生產中的“三廢”處理硫酸廠的尾氣必須進行處理，因為煙道氣里含有大量的二氧化硫氣體，如果不加利用而排空會嚴重污染空氣。1) 尾氣吸收 用氨水吸收，再用H2SO4

8、處理：SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2+H2O Na2SO3溶液吸收：Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 用NaOH溶液吸收，再用熟石灰和O2處理；（此方法反應復雜，還可能發(fā)生其他反應）SO2+ NaOH = NaHSO3 NaOH +NaHSO3= Na2SO3+ H2ONa2SO3+Ca(OH)2= CaSO3+ 2NaOH2 CaSO3 + O2= 2CaSO42)污水處理硫酸廠廢水中含硫酸，排放入江河會造成水體污染。通常用消石灰處理：Ca(OH)2+ H2SO4=CaSO4+2H2O。生成的硫酸鈣可制建材用

9、的石膏板。3)廢熱利用硫酸工業(yè)三個生產階段的反應都是放熱反應，應當充分利用放出的熱量，減少能耗。第一階段黃鐵礦燃燒放出大量的熱，通常在沸騰爐處設廢熱鍋爐，產生的過熱蒸汽可用于發(fā)電，產生的電能再供應硫酸生產使用（如礦石粉碎、運輸，氣流、液流等動力用電）。第二階段二氧化硫氧化放熱可用于預熱原料氣，生產設備叫熱交換器，原料氣又將三氧化硫降溫，再送入吸收塔。4）廢渣的利用黃鐵礦的礦渣的主要成分是Fe2O3和SiO2，可作為制造水泥的原料或用于制磚。含鐵量高的礦渣可以煉鐵。工業(yè)上在治理“三廢”的過程中，遵循變“廢”為寶的原則，充分利用資源，以達到保護環(huán)境的目的。2能量的充分利用許多化學反應是放熱反應。化

10、工生產中應充分利用反應熱，這對于降低成本具有重要意義。硫酸廠生產中的反應熱得到充分利用后，不僅不需要由外界向硫酸廠供應能量，而且還可以由硫酸廠向外界輸出大量能源。在硫酸生產過程中使用的熱交換器就是利用了反應所放出的熱量來加熱二氧化硫和氧氣的混合氣體，以節(jié)約能源。3生產規(guī)模與廠址選擇（1） 化工廠選址的因素一般來說，現(xiàn)代化工生產要求有較大的生產規(guī)模?；S廠址選擇是很復雜的問題，涉及原料、水源、能源、土地供應、交通運輸、環(huán)境保護和市場需求等諸多因素，應對這些因素綜合考慮，權衡利弊，才能作出合理的選擇?；S廠址選擇一般應考慮下列因素：是否有市場需求；是否接近原料供應地；土地供應是否充足；水源是否

11、充足；能源是否充足且廉價；交通運輸是否方便；能否達到環(huán)境保護要求。上述這些因素必須在遵循科學原則的基礎上，著重考慮綜合經(jīng)濟效益，即要求最大限度地提高勞動生產率，降低成本，保護生態(tài)環(huán)境。（2） 硫酸廠選址的因素由于硫酸是腐蝕性液體，不便貯存和運輸，因此要求把硫酸廠建在靠近硫酸消費中心的地區(qū)，工廠規(guī)模的大小，主要由硫酸用量的多少決定；硫酸廠廠址應遠離水源和河流的上游，以免工廠的污水污染水源；也不要設置在城鎮(zhèn)和居民區(qū)盛行風向的上風地帶，以免工廠排放的大量煙塵和有害氣體污染城鎮(zhèn)的水源和大氣等。二環(huán)境保護一、 酸雨（1） 酸雨的定義一般認為,酸雨是由于燃燒高硫煤排放的二氧化硫等酸性氣體進入大氣后,造成局

12、部地區(qū)大氣中的二氧化硫富集,在水凝結過程中,溶解于水形成亞硫酸,然后經(jīng)某些污染物的催化作用及氧化劑的的氧化作用生成硫酸,隨雨水降下形成酸雨.酸雨的pH值一般少于5.6.（2） 酸雨的危害對人體健康的直接危害,硫酸霧和硫酸鹽霧的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部組織,引起肺水腫等疾病而使人致死.引起河流、湖泊的水體酸化,嚴重影響水生動植物的生長.破壞土壤、植被、森林.腐蝕金屬、油漆、皮革、紡織品及建筑材料.滲入地下,使水中鋁、銅、鋅、鎘的含量比中性地下水中高很多倍.（3） 酸雨的治理二氧化硫污染大氣的罪魁煤，平均含硫量約為2.5%-3%。為治理煤燃燒時造成的二氧化硫污染，一種辦法是事先從煤中

13、除去硫。但是只有一部分煤中的硫主要以黃鐵礦（FeS2）的形態(tài)存在；這樣的煤以脫硫工藝處理后其含硫量可降低到約為1%。大部分的煤中還含有較多的有機硫化合物，這樣的煤以脫硫平均只能除去原含硫量的約40%。二、 溫室效應眾所周知，全球變暖是由于“溫室效應”?！皽厥倚笔窃鯓有纬傻哪?？ 在涼爽、清涼的日子，都知道溫室里的溫度大大高于室外溫度。這是因為溫室的保溫塑料薄膜使太陽能轉化的熱能進的多、出的少，所以溫度逐漸升高。地球大氣層里的二氧化碳、甲烷等氣體就象這個薄膜，使太陽輻射進的多而出的少，因而使地球表面的溫度逐漸升高。根據(jù)測定，大氣中的二氧化碳濃度每增加1倍，地球表面的大氣溫度就會升高1.54.5

14、度。由于全世界工業(yè)和交通耗費大量的石油、煤炭、天然氣等能源，因此大氣中的二氧化碳正以每年1.5ppm的速度增加。 全球變暖使大氣、海洋環(huán)流規(guī)律變化，加劇“厄而爾尼諾”、“瑪尼娜”現(xiàn)象的危害，導致大面積旱、澇災害頻繁發(fā)生。長期干旱使非洲幾百萬人餓死，上億人營養(yǎng)不良。東南亞連年洪水使上千萬人流漓失所。 全球變暖還使極地冰川溶化，海平面上升。每升高1米，將使直接受影響的人口達10億，土地500萬平方米公里（占世界的三分之一）。同時還引發(fā)風暴潮、鹽水倒灌?？梢娖湮：Χ嗝磭乐?！三、 臭氧層破壞大氣臭氧層的損耗是當前世界上又一個普遍關注的全球性大氣環(huán)境問題，它直接關系到生物圈的安危和人類的生存。 1984

15、年，英國科學家首次發(fā)現(xiàn)南極上空出現(xiàn)臭氧洞。1985年，美國的"雨云-7號"氣象衛(wèi)星測到了這個臭氧洞。以后經(jīng)過數(shù)年的連續(xù)觀測，進一步得到證實。據(jù)NASA報道，NASA的"Nimbus -7"衛(wèi)星上的總臭氧測定記錄數(shù)據(jù)表明，近年來，南極上空的臭氧洞有惡化的趨勢。目前不僅在南極，在北極上空也出現(xiàn)了臭氧減少現(xiàn)象。NASA和歐洲臭氧層聯(lián)合調查組分別進行的測定都表明了這一點。 對于大氣臭氧層破壞的原因，科學家中間有多種見解。但是大多數(shù)人認為，人類過多地使用氯氟烴類化學物質（用CFCl表示）是破壞臭氧層的主要原因。由于臭氧層中臭氧的減少，照射到地面的太陽光紫外線增強，

16、其中波長為240329納米的紫外線對生物細胞具有很強的殺傷作用，對生物圈中的生態(tài)系統(tǒng)和各種生物，包括人類，都會產生不利的影響。 臭氧層破壞以后，人體直接暴露于紫外輻射的機會大大增加，這將給人體健康帶來不少麻煩。首先，紫外輻射增強使患呼吸系統(tǒng)傳染病的人增加；受到過多的紫外線照射還會增加皮膚癌和白內障的發(fā)病率。此外，強烈的紫外輻射促使皮膚老化。 臭氧層破壞對植物產生難以確定的影響。近十幾年來，人們對200多個品種的植物進行了增加紫外照射的實驗，其中三分之二的植物顯示出敏感性。一般說來，紫外輻射增加使植物的葉片變小，因而減少俘獲陽光的有效面積，對光合作用產生影響。對大豆的研究初步結果表明，紫外輻射會

17、使其更易受雜草和病蟲害的損害。臭氧層厚度減少25%，可使大豆減產2025%。 紫外輻射的增加對水生生態(tài)系統(tǒng)也有潛在的危險。紫外線的增強還會使城市內的煙霧加劇，使橡膠、塑料等有機材料加速老化，使油漆褪色等。例題精講例1在硫酸工業(yè)中，通過下列反應使二氧化硫轉化為三氧化硫：2SO2(g)+O2(g)   2 SO3(g)；H=-196.6KJ/mol（1）該反應在_（設備）中進行，這種生產硫酸的方法叫做_。（2）在實際生產中，操作溫度選定400500，這是因為_。（3）硫酸工業(yè)選定壓強通常采用_，作出這種選擇的依據(jù)是_?！窘馕觥?（1）接觸室；接觸法。（2）溫度較低時，

18、反應速率較??；溫度過高，二氧化硫的轉化率會降低?？紤]到催化劑在400500時，活性最大，所以操作溫度選定在400500。（3）常壓；在常壓下及400500時，二氧化硫的轉化率已經(jīng)很高，若加壓會增加設備、投資和能量消耗。評注 本題主要考查應用化學反應速率和化學平衡原理解決實際工業(yè)生產問題的能力。例2接觸法制硫酸的爐氣組成是SO2占7%，O2占11%，N2占82%，現(xiàn)有100L混合氣體進入接觸室反應后，總體積變?yōu)?7.2L。則該變化過程中SO2轉化率是（A）50% （B）60% （C）70% （D）80%【解析】解法一：設參加反應的二氧化硫體積為2x 2 SO2 + O2 &#

19、160;  2 SO3 N2體積（L） 總體積（L） 開始時體積（L） 7 11 0 82 100反應后體積 （L）7-2x 11-x 2x 82 100-x根據(jù)題意100-x=97.2 x=2.8L 二氧化硫的轉化率為5.6L÷7L×100%=80%，答案為D。解法二：設參加反應的二氧化硫體積為2x2 SO2 + O2    2 SO3 體積差（L）2L 1L 2 L 1L2X 100L-97.2L=2.8L X=2.8L二氧化硫的轉化率為5.6L÷7L×100%

20、=80%，答案為D。例3在下面的框圖中，固體A和B都由兩種相同的元素組成。在A、B中兩種元素的原子個數(shù)比分別為1/1和1/2。由D最終可制得E（酸）。（1） 分析判斷A和B 各是什么物質，寫出各自的化學式。（2）寫出各步反應的化學方程式?！窘馕觥?本題屬于綜合推斷題。主要考查學生對元素化合物知識掌握的熟練程度及分析、推斷能力。分析判斷A和B的方法有很多。方法一：根據(jù)“固體A和B都由兩種相同的元素組成。在A、B中兩種元素的原子個數(shù)比分別為1：1和1：2，可從中學所學的組成關系類似的物質中尋找，以縮小范圍。A、B可能是FeS和FeS2。方法二：根據(jù)“A和B煅燒時都生成C（固體）和D（氣體）”可知，

21、在學過的物質中只有FeS和FeS2為滿足這一條件的化合物。方法三：從淡黃色沉淀和紅褐色沉淀突破：兩化合物中含有共同的元素應是硫和鐵，不難知道A、B分別是FeS和FeS2?！敬鸢浮浚?）A、B分別是FeS和FeS2。（2）:4FeS2+11O2= 2Fe2O3+8SO2或4FeS+7O2= 2Fe2O3+4SO2（高溫）：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4 ：FeS+H2SO4=FeSO4+H2S：SO2+2H2S=3S+2H2O ：6FeSO4+3Br2=2Fe2(SO4)3+2FeBr3 ：Fe2(SO4)3+6KOH=2Fe(OH)3+3K2SO4 或FeBr3+3

22、KOH= Fe(OH)3+3KBr：2 Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O例4將SO2和O2以體積比為1：3混合后，通入接觸室發(fā)生反應2SO2(g)+O2(g)   2 SO3(g)， 達平衡時，在同溫、同壓下測得反應前與反應后混合氣體的密度之比為71：80。求SO2的轉化率？并回答SO2接觸氧化為SO3時不采取加壓措施的原因。【解析】 這是一道關于化學平衡和轉化率的綜合計算題。根據(jù)相同條件下氣體的密度之比等于同體積氣體的質量之比，且反應前后質量守恒，可得出氣體的密度之比等于氣體體積的反比。 設反應前混合氣體中SO2的體積為1 L，O2 應為3 L達平衡時SO2

23、的轉化的體積為x 。2SO2(g)+O2(g)   2 SO3(g) 總體積V/L（起始） 1 3 0 4LV/L（轉化） 2x x 2xV/ L（平衡）1-2x 3-x 2x 4-x根據(jù)氣體的密度之比等于氣體體積的反比，可得：71：80=（4-x）：4 x=0.45L，則轉化的二氧化硫為0.9L，二氧化硫的轉化率為：0.9L÷1L×100%=90%在工業(yè)上不加壓，SO2的轉化率就達90% 以上，已經(jīng)很高，若再加壓SO2的轉化率提高不大，但對設備的要求要提高許多，故沒有必要再加壓。例5為了防治酸雨，減少煤燃燒時向大氣排放的SO2，工業(yè)上通過生石

24、灰和含硫的煤混合使用可以“固硫”（避免硫化合物進入大氣），最后生成石膏。試回答：（1）整個“固硫”反應所涉及的反應類型包括：化合分解置換復分解氧化還原反應非氧化還原反應離子反應非離子反應（分子反應）。其中正確的是A B C D（2） 第一步“固硫”反應的化學方程式中所需氣態(tài)物質的化學計量數(shù)之和為A1 B 2 C3 D4（3）比較此法與“石灰石粉末與含硫煤混合”法哪個更好些?為什么?（4）你認為減少酸雨產生可采取的措施是少用煤作燃料把工廠的煙囪造高 先將燃料煤脫硫 在土壤中加石灰防止酸化 開發(fā)新能源,避免含S、N的氧化物大量排放A B C D【解析】 （1） 在含硫的煤中加生石灰“固硫”的反應是

25、CaO+ SO2= CaSO3、2CaSO3+O2= 2CaSO4,可見所涉及到的反應類型有化合、氧化還原反應、非氧化還原反應和非離子反應。（2）易錯選B。主要是不清楚哪一個反應是第一步“固硫”反應。（3）有的學生誤答“石灰石粉末與含硫煤混合”法更好。忽略了石灰石分解為CaO需消耗很高能量，浪費煤，使生產成本提高。（4）易錯選A、B或D。錯誤的原因是不能正確應用已有知識全面分析具體問題。把煙囪造高不能減少SO2的排放量；在土壤中施放石灰雖可中和酸雨造成的酸性，但由于生成CaSO4,長期使用會使土壤板結，影響土質?！敬鸢浮?C； A； 在含硫煤中加入生石灰的方法更好，因為此法節(jié)約煤，成本低； C

26、例6某硫酸廠初步處理后的尾氣中含0.2% 的SO2和10% 的O2(均為體積分數(shù))。為了進一步除去SO2,并將SO2轉變?yōu)?NH4)2SO4,有人設計了如下方案:在400時,尾氣以5 m3/h的速率通過V2O5的催化劑層后，與20 L/h速率的氨氣混合噴水。此時氣體溫度由400降至200，在熱的結晶裝置中得到(NH4)2SO4晶體（氣體的體積已轉為標準狀況）。請回答下列問題：（1）按反應中的理論值，SO2和O2的體積比為2:1，但實際生產中這個比值是多少？為什么？（2） 通過計算說明為什么尾氣以5 m3/h的速率與20 L/h速率的氨氣混合？（3） 若該廠每天排放10000 m3尾氣，求該廠每

27、月（按30天計算）可得到(NH4)2SO4的質量為多少？【解析】（1）根據(jù)2SO2+O2   2 SO3，SO2和 O2按2：1（體積比）的理論值反應，但實際上v(SO2):v(O2)=0.2%:10%=1:50。根據(jù)化學平衡移動原理，增大廉價的氧氣的濃度，可使反應：2SO2(g)+O2(g)   2 SO3(g)向生成三氧化硫方向移動，這樣可以增大較貴重的二氧化硫的轉化率。（2） 2NH3 SO2 2 1V(NH3) 5×103×0.2%L/h v(NH3)=20L/h(3) 根據(jù)2SO2+O2  &#

28、160;2 SO3，以及SO3+H2O+2NH3=(NH4)2SO4得關系式： SO2 2NH3 (NH4)2SO422.4L 132g107L×0.2%×30 m(NH4)2SO4m(NH4)2SO4=3.54×106g=3.54t例7含F(xiàn)eS265%的硫鐵礦在煅燒時有1.8%的硫損失而混入爐渣，二氧化硫轉化為三氧化硫的利用率為99%。由這種硫鐵礦制2t98%的硫酸，需硫鐵礦多少噸？【解析】通過本題的計算進一步掌握物質純度，轉化率、產率的計算關系式，并在多步反應中找出量的相當式進行簡捷的計算。題中65%為硫鐵礦的純度，有1.8%的硫損失也即是1.8%的

29、FeS2損失，二氧化硫的利用率（轉化率）也即是FeS2的利用率。設需這種硫鐵礦的質量為x。解法一： FeS2 2H2SO4120 2×98x×65%(1-1.8%)×99% 2t×98% x=189.9t解法二： S H2SO4 32 9864/120x×65%×(1-1.8%)×99% 2t×98% x=189.9t評注：確定關系式的關鍵是根據(jù)硫元素守恒。要注意運用某一種化合物中元素的損失率=該化合物的損失率。另外，耗損和利用率、產率和純度的關系要處理正確。關系式多用于工業(yè)生產中的計算題。例8某設計院承擔某硫酸廠

30、的設計任務，該廠要求：為了控制污染和提高生產效率，不再使用黃鐵礦，改用固體硫為原料。改二次送風（鼓入空氣）為一次送風，即送風后使硫充分燃燒，并在下一步催化氧化時不再補充空氣。每天生產50t98%的硫酸。送風機每天輸送空氣的體積為5000m3/臺（標準狀況）。（1）每天消耗含95%的固體硫多少噸？（2）理論上應安裝多少臺送風機？（3）固體硫充分燃燒后的混合氣體中氧氣的體積分數(shù)（O2）的下限為多少？（4）實際安裝送風機的臺數(shù)應略多于理論數(shù)（不考慮損壞），為什么？能否過分增加送風機的臺數(shù)，為什么？（轉化過程不考慮損耗；固體硫中雜質與空氣不反應；空氣中氧氣的體積分數(shù)為21%）?！窘馕觥浚?）設需固體硫

31、的質量為x。由關系式法： S H2SO432 98x×95% 50t×98% 得 x=16.8t（2）由反應原理：S+O2=SO2, SO2+1/2O2   SO3，SO3+H2O=H2SO4，可得總反應式：S+3/2O2+H2O=H2SO4,n(O2)=n(H2SO4) ×3/2=50×106g×98%÷98g·mol-1×3/2=7.5×105mol。故理論上需安裝送風機的臺數(shù)為：（7.5×105mol×22.4L·mol-1）×1

32、0-3m3·L-1÷（5000m3/臺×21%）=16臺。（3）硫充分燃燒后，混合氣體中氧氣的體積至少要保證反應SO2+1/2O2   SO3所需的氧氣。設S燃燒生成的二氧化硫為1體積，則需消耗氧氣1體積；催化氧化為三氧化硫需氧氣0.5體積；空氣帶入的氮氣為1.5體積×79/21=5.64體積，故混合氣體中（O2）=(0.5/0.5+1+5.64) ×100%=7%(下限) （4）實際安裝送風機臺數(shù)略多于理論數(shù)的原因是：增大空氣（氧氣）的量，有利于平衡2SO2+O2   2 SO3向右

33、移動，從而提高二氧化硫的轉化率。但過分增加空氣的量，會帶走熱交換器的熱量，降低反應的速率，不利于工業(yè)生產。 評注：本題涉及到化工生產的反應原理、條件控制及計算，具有一定的開放性和研究性，代表了新教材的新理念。例9“綠色化學”要求從技術上、經(jīng)濟上設計可行的化學反應，使其盡可能減少對環(huán)境的負作用。下列化學反應中，不符合綠色化學概念的是A用氨水吸收硫酸廠的尾氣：SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3B除去硝酸工業(yè)尾氣中的氮氧化合物：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2OC.制硫酸銅：Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2+2H2OD制硫酸銅：2Cu+O2=2CuO CuO+H2SO4(

34、稀)=CuSO4+H2O【解析】綠色化學是人類與自然和諧發(fā)展的化學，是21世紀化學發(fā)展的目標和方向。綠色化學要求我們盡可能研究和尋找能充分利用的無毒害原料，最大限度地節(jié)約能源，在工業(yè)生產各個環(huán)節(jié)都爭取做到凈化和無污染。它要求我們在化工生產中充分考慮催化劑和載體的重復使用，全面回收未反應的原料、助溶劑、穩(wěn)定劑等物質，拒絕使用無法替代、無法回收、無法再生或不能重復使用的有明顯污染的物質，努力做到?jīng)]有“三廢”的排放。在選項A、B、D中，每一種物質都得到了充分的利用，而且均沒有污染產生，但在選項C中，2mol硫酸只能生成1mol硫酸銅，同時還放出了有毒的二氧化硫氣體，所以選項C不符合綠色化學的概念。答

35、案：C。例10隨著社會的進步和人民生活水平的提高，環(huán)境問題越來越受到人們的關注。下列名詞中與環(huán)境問題無關的是溫室效應 赤潮 酸雨 光化學煙霧 臭氧空洞 潮汐 大脖子病 富營養(yǎng)化 白色污染A B C D【解析】凡是在環(huán)境中產生的能影響人類生活和生產，甚至影響人類生存的種種問題都屬于環(huán)境問題。環(huán)境問題中有一部分是自然原因造成的，但更多的是人為因素造成的，如濫采濫用自然資源，任意排放有害物質或不正確地使用化肥、農藥，城市人口迅速膨脹而造成的垃圾、污水、噪音、汽車尾氣、大型工程建設不當?shù)?。?1已知氫氧化鈣在水中存在下列溶解平衡：Ca(OH)2(s) Ca2+2OH-。在火力發(fā)電廠燃燒煤的廢氣中往往含

36、有二氧化硫、氧氣、氮氣、二氧化碳等。為了除去有害氣體二氧化硫并變廢為寶，常常用粉末狀的碳酸鈣或熟石灰的懸濁液洗滌廢氣，反應產物為石膏CaSO4·2H2O。(1)寫出上述兩個反應的化學方程式：_；_。（2）試說明用熟石灰的懸濁液，而不用澄清石灰水洗滌廢氣的理由：_。（3）在英國進行的一個研究結果表明：高煙囪可以有效地降低地表面二氧化硫的濃度。在二十世紀六七十年代的10年間，由發(fā)電廠排放出的二氧化硫增加了35%，但由于建造高煙囪的結果使地面二氧化硫的濃度降低了30%之多。請從全球環(huán)境保護的角度，分析這種方法是否可??？答_?！窘馕觥浚?）2SO2+O2+2CaCO3=2CaSO4+2CO2

37、或2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2CaSO4·2H2O+2CO2 2SO2+O2+2Ca(OH)2=2CaSO4+2H2O或2SO2+O2+2Ca(OH)2+2H2O=2CaSO4·2H2O（2）氫氧化鈣微溶于水，澄清的石灰水中氫氧化鈣的濃度小，不利于二氧化硫的吸收。（3）不可取，因為二氧化硫的排放總量沒有減少，進一步形成酸雨仍會造成對全球環(huán)境的危害。評注：工業(yè)上處理尾氣二氧化硫的方法有多種，在學習這一知識時要注意不要思維定勢，要學會多向思考，從二氧化硫是酸性氧化物、具有氧化性和還原性等角度去理解。實戰(zhàn)演練硫酸工業(yè)1.下列四種溶液中，一定存在SO的是A.向甲溶液中

38、加入BaCl2溶液，產生白色沉淀B.向乙溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀，再加入鹽酸沉淀不溶解C.向丙溶液中加入鹽酸使之酸化，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀產生D.向丁溶液中加入硝酸酸化，再加入硝酸鋇溶液，有白色沉淀產生2.已知98%的濃H2SO4的濃度為18.4 mol/L，則49%的硫酸溶液的濃度為A.9.2 mol/LB.大于9.2 mol/LC.小于9.2 mol/LD.不能確定3.向50 mL 18 mol/L硫酸中加入足量的銅片并加熱，被還原的硫酸的物質的量（n）為A.n=0.9 molB.0.45 moln0.9 molC.n=0.45 molD.n0.45 mol4.在2

39、00 mL 0.5 mol·L1 NaOH溶液中，加入一定量SO3，在一定條件下蒸發(fā)所得溶液，析出的固體物質只有5.0 g，該固體物質的成分可能是(固體物質均不含結晶水)A.Na2SO4B.NaHSO4C.NaOH和Na2SO4D.Na2SO4和NaHSO45.利用廢銅屑制取CuSO4溶液最好的方法是A.銅屑和濃硫酸混合加熱B.銅屑在空氣中燃燒后再溶于稀H2SO4C.銅屑與稀硫酸混合加熱D.銅屑在空氣中灼燒后再溶于濃H2SO46.各取pH=2的H2SO4和H2SO3溶液350 mL，分別稀釋5倍后，再分別加入0.1 g Zn，在相同條件下讓它們充分反應，則A.兩者放出H2體積一樣B.

40、H2SO4放出的H2比H2SO3放出的H2體積小C.H2SO4放出的H2比H2SO3放出的H2體積大D.H2SO4的反應速率比H2SO3的反應速率快7.某溫度下CuSO4的溶解度為25 g，若溫度不變，將32 g無水CuSO4粉末撒入m g水中，形成飽和溶液并有CuSO4·5H2O晶體析出時，m的取值范圍是A.18 gm128 gB.36 gm180 gC.18 gm128 gD.36 gm180 g8.將三氧化硫溶解在硫酸中所得到的混合物稱為“發(fā)煙硫酸”，通常以三氧化硫的質量分數(shù)表示其組成。將 0.1185 g發(fā)煙硫酸試樣溶于水，用 0.125 mol·L1的NaOH標準

41、溶液滴定。用去此標準溶液20 mL，恰好中和，則試樣中SO3的質量分數(shù)為A.15%B.17%C.34%D.60%9.在硫酸的工業(yè)生產中，下列生產操作及對生產操作主要原因的說明二者都正確的是A.從沸騰爐出來的爐氣需凈化，因為爐氣中SO2會與雜質反應B.硫鐵礦燃燒前需要粉碎，因為大塊的不能燃燒C.SO3用98.3%的濃H2SO4吸收，目的是防止形成酸霧，以使SO3吸收完全D.SO2氧化為SO3時需使用催化劑，這樣可以提高SO2的轉化率10.下列各組氣體中，在實驗室可用硫酸制取，又能用濃H2SO4干燥的一組是A.HCl、HBr、H2B.H2S、CO2、H2C.H2、SO2、HClD.NH3、HF、H

42、2二、非選擇題（共50分）11.（10分）濃硫酸與木炭粉在加熱條件下的化學方程式為 。（2）試用下圖所列各裝置設計一個實驗，驗證上述反應所產生的各種產物。這些裝置的連接順序（按產物氣流從左到右的方向）是（填裝置的編號）： 。（3）實驗時可觀察到裝置中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色。A瓶溶液的作用是 ，B瓶溶液的作用是 ，C瓶溶液的作用是 。（4）裝置中所加的固體藥品是 ，可確證的產物是 ，確定裝置在整套裝置中位置的理由是 。（5）裝置中所盛溶液是 ，可驗證的產物是 。12.(10分)某無色溶液可能含有下列鈉鹽中的幾種：A.氯化鈉 B.硫化鈉 C.亞硫酸鈉 D.硫代硫酸鈉 E.硫酸鈉 F.碳酸

43、鈉。向此溶液中加入適量稀硫酸，有淺黃色的沉淀析出，同時有氣體產生。此氣體有臭雞蛋氣味，可使澄清的石灰水變渾濁，不能使品紅試液褪色。根據(jù)上述實驗現(xiàn)象回答下列問題。(1)不能使品紅試液褪色，說明該氣體中不含 (填寫分子式)。(2)此無色溶液中至少存在哪幾種鈉鹽?請寫出全部可能的情況(填寫相應的字母)。第一種情況是 ，第二種情況是 ，第三種情況是 ，第四種情況是 。(可不填滿，也可補充)13.(10分)AF均為中學化學中常見的物質，它們之間相互轉化的關系如下圖所示(反應生成的水已略去)： (1)寫出下列物質的化學式：A ，D ，F(xiàn) 。(2)單質C與D的濃溶液反應時，若轉移0.1 mol 電子，則生成

44、E物質多少克？14.(10分)在兩個質量相等的燒杯中，均盛有100 mL 1 mol·L1的稀硫酸，分別向兩燒杯中加入A g NaHCO3和B g KHCO3固體，反應完全后，兩燒杯中所剩物質的總質量相等。(1)當兩種鹽均不足時，AB的值為多少?(2)當硫酸不足量時，試求AB的值，并求出A和B的取值范圍。15.（10分）硫鐵礦高溫下空氣氧化產生二氧化硫：4FeS211O28SO22Fe2O3設空氣中N2、O2的含量分別為0.800和0.200(體積分數(shù)，以下氣體含量均用體積分數(shù)表示)，試完成下列各題：（1）1.00 mol FeS2完全氧化，需要空氣的體積（標準狀況）為 L。（2）5

45、5 L空氣和足量FeS2完全反應后，氣體體積（同溫同壓）變?yōu)?L。（3）用空氣氧化FeS2產生的氣體混合物中，O2的含量為0.0800,計算SO2的含量。（4）設FeS2氧化產生的氣體混合物為100 L，其中O2為a L,SO2為b L。寫出a和b的關系式。在下圖中畫出a和b的關系曲線(FeS2氧化時，空氣過量20%)。說明：為方便作圖，縱坐標用13b表示。附參考答案一、1.C 2.C 3.D4.解析：n(NaOH)=0.5 mol·L1×0.2 L=0.1 mol若全部為NaOH,m=4 g，若全為Na2SO4:m=7.1 g，若全為NaHSO4,m=12 g。答案：C5

46、.B 6.B 7.C8.解析：n(H2SO4SO3)n(NaOH)=0.125 mol·L1×0.02 L×=0.00125 mol。設其中含SO3x mol，則有：80 g·mol1×x mol+98 g·mol1×(0.00125x) mol=0.1185 gx= mol m(SO3) mol×80 g·mol1=0.0178 g，質量分數(shù)：×100%=15%。答案：A9.C 10.C二、11.（1）C+2H2SO4（濃）2SO2+CO2+2H2O（2）(3)驗證產物氣流中有SO2 將SO2

47、全部氧化吸收 確證產物中SO2已被B瓶溶液全部氧化吸收（4）無水硫酸銅 水蒸氣 由于產物氣流通過、時會帶出水蒸氣，所以必須在、之前（5）澄清石灰水 CO212.(1)SO2（2）CF F13.(1)CuSO4 H2SO4 SO32 mol64 g=0.1 molm m=3.2 g14.(1)4725 （2）20 g15.（1）308 （2）52（3）設SO2為x（體積分數(shù)），則有4×(×11+0.0800)=10.0800xx=0.0923(4)13b=20010a環(huán)境保護一、選擇題1目前排放到空氣中的二氧化碳逐年增加，對此科學家最擔心的是A會使空氣中的氧含量下降，不足以供

48、給人類呼吸B會使地球溫度升高，冰川融化，生態(tài)失衡C會使人體吸進大量二氧化碳，損害健康D會使石灰?guī)r大量溶解，破壞自然風光2科技文獻經(jīng)常出現(xiàn)的下列詞匯，其中與相關物質的顏色并無聯(lián)系的是A赤色海潮B白色污染C綠色食品D棕色煙氣3燃放爆竹對環(huán)境的危害是A有毒有害氣體、粉塵污染 B紙屑污染 C噪聲 D前列三項總和4某年“世界無煙日”的主題是“清潔空氣，拒吸二手煙”?！岸譄煛比紵a生的煙氣中含有三種主要毒素，除煙堿和致癌物焦油外，還有一種不易注意的有毒物質是ANOBSO2CCODCO25人體內含有多種元素，其中許多元素都是人體所需的，但有些元素尚未證實其生理功能，相反，在食品中它們含量稍高會引起毒性反應

49、，食品衛(wèi)生法對它們的最高標準有極嚴格的規(guī)定。這些元素是Na Mg As Cd Ca Zn Hg Pb Cu K中的ABCD6據(jù)各地報紙報道，在一些建筑工地的食堂里常發(fā)生將工業(yè)用鹽當作食鹽用，引起工人食物中毒的現(xiàn)象，該工業(yè)用鹽對人有致癌使用。這種鹽中含有致癌作用物質的化學式是AMgCl2BKClCNaNO2DMgSO47你認為減少酸雨產生的途徑可采取的措施是少用煤燃料 把工廠煙囪造高 燃料脫硫 在已酸化的土壤中加石灰 開發(fā)新能源ABCD8發(fā)展“綠色食品”是提高人類生存質量 維護健康水平的重要措施，綠色食品系指 A綠顏色的營養(yǎng)食品 B有葉綠素的營養(yǎng)食品C經(jīng)濟附加值高的營養(yǎng)食品 D安全、無公害的營養(yǎng)

50、食品91998年長江洪水泛濫，在受災區(qū)為了保證飲水質量，醫(yī)務人員在做好防病減災的同時，還向災民們發(fā)放了飲水清潔劑。你認為下列物質中適宜做飲水清潔劑的是 ANaClO、KAl(SO4)2·12H2O BNaOH、Cl2CKMnO4、A12(SO4)3 DNaHCO3、KAl(SO4)210控制城市空氣污染的方法可以有 A開發(fā)氫能源 B使用電動車 C植樹造林 D戴上呼吸面具11造成大氣污染的SO2主要來源于 A自然界含硫化合物的分解和氧化 B火山噴發(fā)C工廠排出的尾氣 D大量燃燒含硫燃料12 環(huán)境污染已成為人類的特大殺手，各種污染數(shù)不勝數(shù)。下列名詞與污染無關的是 A溫室效應 B紅潮 C酸雨

51、 D大脖子病 (E)光化學煙霧 (F)潮汐13 90年代初，國際上提出了“預防污染”這一新概念，綠色化學是預防污染的基本手段。下列各項中屬于綠色化學的是 A杜絕污染源 B減少有毒物 C治理污染點 D處理廢棄物14下列物質中，不能用于凈化飲用水，或用于飲用水消毒的物質是A明礬BNa2FeO4CNaClDCl2151999年1月，江西省贛州地區(qū)發(fā)生因某重金屬元素引起的工業(yè)豬油中毒事件，導致中毒的元素是AMgBSnCCaDAs16農業(yè)生產中農藥、化肥使用不當 生活中大量使用含磷洗滌劑 工業(yè)生產中廢氣、廢液、廢渣排放不當 生活污水的任意排放 石油運輸過程中因泄漏流入江河 原子核反應的殘留物隨意排放。以上可以造成水污染的是ABCD全部都是171838年3月紐卡爾市的一些園藝家訪問大物理學家法拉第，向他請教一個奇特而有趣的問題：為什么別處生長的紫羅蘭都是紫色的，而生長在紐卡斯爾市的紫羅蘭卻是白色的？法拉第經(jīng)過一番研究，得出結論，后來被化學家證實并在工業(yè)上廣泛應用。法拉第