高中化學(xué)人教版化學(xué)與技術(shù)第一章走進(jìn)化學(xué)工業(yè) 學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)

學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(一)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．在以下條件下，宜于建工廠的城市是()A．城市郊區(qū)有豐富的黃鐵礦資源，但水源、能源稍顯不充足B．城市是一座風(fēng)光秀麗、空氣清新的旅游城市C．城市有豐富的磷灰石，擬建一座大型的磷肥廠D．城市需使用硫酸的工業(yè)不多，卻有豐富的黃鐵礦資源【解析】本題考查了從綜合的角度分析建設(shè)工廠的一般條件。【答案】C2．在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，為了有利于SO2的轉(zhuǎn)化，且能充分利用熱能，采用了中間有熱交換器的催化反應(yīng)室(見(jiàn)下圖)，下列有關(guān)說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：64570002】A．采用熱交換裝置，能充分利用“廢熱”，降低生產(chǎn)成本B．預(yù)熱含有二氧化硫的混合氣體，有利于催化氧化C．A處流出的氣體為SO2和O2D．預(yù)熱SO3，有利于被濃硫酸吸收【解析】此題考查了工業(yè)生產(chǎn)H2SO4的重要設(shè)備之一——催化反應(yīng)室中氣體的流向。原料SO2、O2從裝置左側(cè)中間進(jìn)入熱交換器，吸收熱量后由A處流出再進(jìn)入催化反應(yīng)室發(fā)生反應(yīng)，并放出大量的熱，而熱交換器的作用是把一部分熱量交換給剛進(jìn)入熱交換器的原料氣，然后由下端流入下一個(gè)裝置，SO3溫度過(guò)高不易被吸收，所以下端出來(lái)的氣體溫度較低，這也是熱交換器的作用之一?！敬鸢浮緿3．下列關(guān)于硫酸工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的敘述錯(cuò)誤的是()A．在接觸室中使用鐵觸媒作催化劑B．在接觸室中運(yùn)用熱交換技術(shù)可充分利用能源C．把硫鐵礦磨成細(xì)粉末，可以提高原料的利用率D．該反應(yīng)采用450～500℃【解析】硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，在接觸室中用以V2O5為主的催化劑，使SO2氧化為SO3，A項(xiàng)錯(cuò)誤；使用熱交換裝置可節(jié)約能源，B項(xiàng)正確；把硫鐵礦粉碎可增大其與氧氣的接觸面，使反應(yīng)更充分，速率更快，可提高原料的利用率，C項(xiàng)正確；反應(yīng)溫度采用450～500℃是因?yàn)樵摐囟认麓呋瘎┗钚宰罡?，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緼4．在接觸法制硫酸工業(yè)中，接觸室中裝有熱交換器。采用熱交換器的好處是()①充分利用熱量，降低能耗②促使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，提高產(chǎn)率③減少熱量對(duì)環(huán)境的污染④提高最終產(chǎn)品的純度A．① B．①②C．①②③ D．①②③④【解析】使用熱交換器能充分利用熱量，減少熱量對(duì)環(huán)境的污染。SO2轉(zhuǎn)化為SO3是放熱反應(yīng)，溫度降低有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)?！敬鸢浮緾5．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．化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的二氧化氮廢氣可用水吸收C．用黃鐵礦作原料生產(chǎn)硫酸的過(guò)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(guò)程中，產(chǎn)生的廢氣可用于提取漂白劑【解析】二氧化硫在濃硫酸中的溶解度非常小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；二氧化氮一般用燒堿溶液吸收，發(fā)生的反應(yīng)為：2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O，B項(xiàng)錯(cuò)誤；黃鐵礦本來(lái)就是無(wú)機(jī)礦物質(zhì)，又經(jīng)過(guò)高溫煅燒，廢渣的主要成分是氧化鐵、二氧化硅、氧化鋁等，從中提取燃料是不現(xiàn)實(shí)的，C項(xiàng)錯(cuò)誤；硫酸生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢氣中含有較高濃度的二氧化硫氣體，二氧化硫可用作漂白劑，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緿6．城市的環(huán)境污染是當(dāng)前突出的環(huán)境問(wèn)題。如圖A所示，X河流經(jīng)某工業(yè)城市Y，其中a處在上游，附近有豐富的黃鐵礦資源；d處在下游，附近有多個(gè)企業(yè)以硫酸為原料。根據(jù)某月Y市環(huán)保局監(jiān)測(cè)站對(duì)X河水質(zhì)檢測(cè)的結(jié)果，繪制成簡(jiǎn)圖如圖B所示。下列說(shuō)法不正確的是()A．造成X河污染的主要污染源最可能分布在bc段B．工業(yè)生活污水、固體廢棄物等可能是造成X河污染的污染源C．d處污染程度減小，可能是某些污染物的離子間發(fā)生反應(yīng)生成沉淀所致D．該城市建設(shè)硫酸廠時(shí)，綜合考慮諸多因素選址在b處最合理【解析】由于bc段污染程度呈上升趨勢(shì)，則bc段是產(chǎn)生污染的地區(qū)，cd段逐漸下降，說(shuō)明污染的物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以氣體或沉淀的形式析出，河水水質(zhì)變?yōu)樵紶顟B(tài)。由于b處是市區(qū)用水的上游，則硫酸廠應(yīng)選在河水的下游。【答案】D7．下列關(guān)于硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益的討論中，敘述錯(cuò)誤的是()A．充分利用三個(gè)反應(yīng)放出的熱能來(lái)降低生產(chǎn)成本B．為了防止尾氣的污染，用氨水吸收尾氣C．硫酸工廠要遠(yuǎn)離人口稠密的居民區(qū)和環(huán)保要求高的地區(qū)，遠(yuǎn)離硫酸消費(fèi)中心D．生產(chǎn)過(guò)程中含有少量硫酸的污水，可用石灰乳中和處理【解析】硫酸工廠要遠(yuǎn)離人口稠密的居民區(qū)和環(huán)保要求高的地區(qū)，但是遠(yuǎn)離硫酸消費(fèi)中心，勢(shì)必造成運(yùn)輸成本高等問(wèn)題?！敬鸢浮緾8．含硫48%的黃鐵礦煅燒時(shí)FeS2損失2%，則下列說(shuō)法不正確的是()A．該黃鐵礦含F(xiàn)eS2也是48%B．硫損失也是2%C．鐵損失也是2%D．該黃鐵礦含F(xiàn)eS290%【解析】該黃鐵礦含F(xiàn)eS2為eq\f(120,64)×48%＝90%，故D項(xiàng)正確，而A項(xiàng)錯(cuò)誤；煅燒時(shí)FeS2損失2%，則其中的鐵和硫也都損失2%?！敬鸢浮緼9．你認(rèn)為減少酸雨產(chǎn)生的途徑可以采取的措施是()①少用煤做燃料②把工廠煙囪造高③燃料脫硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤開(kāi)發(fā)新能源A．①②③ B．②③④⑤C．①③⑤ D．①③④⑤【解析】形成酸雨的主要?dú)怏w污染物是SO2及NOx等，SO2主要來(lái)源于燃燒含硫的煤和石油，所以少用煤做燃料可減少酸雨的產(chǎn)生；燃料脫硫也可以減少酸雨的產(chǎn)生；開(kāi)發(fā)新能源是減少SO2產(chǎn)生的新途徑。則①③⑤都可減少SO2的產(chǎn)生，從而減少酸雨的產(chǎn)生。把工廠煙囪造高既不能使SO2轉(zhuǎn)化，也不能減少SO2的產(chǎn)生，不符合題意。在酸化的土壤中加入石灰，只能改良土壤，而不能減少酸雨，不是正確方法?！敬鸢浮緾10．有關(guān)硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益的說(shuō)法中，正確的是()A．甲地有豐富的黃鐵礦資源，水源、能源充足，交通便利，是風(fēng)景秀麗的旅游勝地，雖然當(dāng)?shù)厥褂昧蛩岬墓I(yè)不多，但為提高當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)效益宜建硫酸廠B．為減少SO2對(duì)空氣的污染，可以建筑高煙囪，使含SO2的尾氣在高空擴(kuò)散稀釋，保證地面達(dá)到安全濃度C．硫酸生產(chǎn)過(guò)程排放的污染物主要是含SO2的尾氣、固體殘?jiān)U酸和廢水等D．選擇硫酸廠廠址時(shí)，當(dāng)經(jīng)濟(jì)利益與環(huán)保問(wèn)題有沖突時(shí)，為提高人們的物質(zhì)生活水平，應(yīng)先考慮經(jīng)濟(jì)利益的問(wèn)題【解析】硫酸廠是污染性的企業(yè)，不應(yīng)建在風(fēng)景區(qū)；當(dāng)?shù)厥褂昧蛩岬墓I(yè)不多，也不宜建硫酸廠，因?yàn)榱蛩岬倪h(yuǎn)程運(yùn)輸成本高，危險(xiǎn)性大，故A錯(cuò)誤。將SO2排放到高空，SO2的總量不會(huì)減少，且會(huì)形成酸雨危害環(huán)境，故B錯(cuò)誤。選擇硫酸廠廠址在考慮經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，必須考慮環(huán)保問(wèn)題，也就是要提高綜合經(jīng)濟(jì)利益，故D錯(cuò)誤。【答案】C[能力提升]11．以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖如下：(1)沸騰爐中發(fā)生的反應(yīng)方程式為_(kāi)_________________________。(2)接觸室中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________________________、____________________________________________________。(3)依據(jù)工藝流程圖判斷下列說(shuō)法正確的是________(填字母)。a．為使黃鐵礦充分燃燒，需將其粉碎b．過(guò)量空氣能提高SO2的轉(zhuǎn)化率c．使用催化劑能提高SO2的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率d．沸騰爐排出的礦渣可供煉鐵(4)吸收塔排出的尾氣先用氨水吸收，再用濃硫酸處理，得到較高濃度的SO2和銨鹽。SO2既可作為生產(chǎn)硫酸的原料循環(huán)再利用，也可用于工業(yè)制溴過(guò)程中吸收潮濕空氣中的Br2。SO2吸收Br2的離子方程式是________________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥勘绢}主要考查硫酸工業(yè)、化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)等。(1)根據(jù)原子守恒即可寫(xiě)出方程式。(2)SO2和O2在接觸室發(fā)生反應(yīng)生成SO3：2SO2＋O2eq\o(,\s\up15(催化劑),\s\do15(加熱))2SO3。(3)選項(xiàng)a，將黃鐵礦粉碎能增加反應(yīng)接觸面積而加快反應(yīng)速率。選項(xiàng)b，增加空氣(O2)濃度能提高SO2的轉(zhuǎn)化率。選項(xiàng)c，催化劑對(duì)轉(zhuǎn)化率無(wú)影響。選項(xiàng)d，礦渣中含有Fe2O3，可用于冶煉鐵?！敬鸢浮?1)4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up15(高溫))2Fe2O3＋8SO2(2)2SO2＋O2eq\o(,\s\up15(催化劑),\s\do15(加熱))2SO3(3)abd(4)SO2＋Br2＋2H2O=4H＋＋2Br－＋SOeq\o\al(2－,4)12．(1)為防酸雨，降低煤燃燒時(shí)向大氣排放的SO2，工業(yè)上將生石灰和含硫煤混合后使用。請(qǐng)寫(xiě)出燃燒時(shí)，有關(guān)“固硫”(不使含硫化合物進(jìn)入大氣)反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________。(2)某有色金屬冶煉廠排放的廢氣中含有SO2，先用石灰漿吸收SO2，然后利用空氣中的氧氣將產(chǎn)物繼續(xù)氧化成石膏(CaSO4·2H2O)。寫(xiě)出反應(yīng)的兩個(gè)化學(xué)方程式：____________________________________________________、____________________________________________________。(3)硫酸廠排放的尾氣中SO2與硝酸廠排放的尾氣中NO和NO2在催化劑作用下能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，釋放出一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒的大氣中含有的氣體和一種常溫(20°C)、常壓(101kPa)下的無(wú)色液體，試分別寫(xiě)出它們發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________________________________、____________________________________________________?！窘馕觥?1)注意“固硫”的含義；不使含硫的化合物進(jìn)入大氣。因而不包括下列反應(yīng)：S＋O2eq\o(=,\s\up15(點(diǎn)燃))SO2。含硫煤中的硫元素大多數(shù)是以化合態(tài)存在的，游離態(tài)的單質(zhì)硫很少，上述反應(yīng)也不能準(zhǔn)確表示含硫煤中硫變?yōu)镾O2的反應(yīng)。(2)所提供的石灰漿應(yīng)該是過(guò)量的，所以不會(huì)生成Ca(HSO3)2，否則得不到CaSO4·2H2O。(3)SO2與NOx發(fā)生反應(yīng)，生成大氣中含有的氣體應(yīng)是N2，NOx變?yōu)镹2失去了O原子，SO2得到O原子變成了SO3，SO3在常溫常壓下是無(wú)色液體?！敬鸢浮?1)CaO＋SO2eq\o(=,\s\up15(高溫))CaSO32CaSO3＋O2eq\o(=,\s\up15(高溫))2CaSO4(2)Ca(OH)2＋SO2=CaSO3＋H2O2CaSO3＋O2＋4H2O=2(CaSO4·2H2O)(3)2SO2＋2NOeq\o(=,\s\up15(催化劑))2SO3＋N24SO2＋2NO2eq\o(=,\s\up15(催化劑))4SO3＋N213．下圖裝置可以進(jìn)行測(cè)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44.8Na2SO3(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(qǐng)從下圖A～E裝置中選擇最適合裝置并將其序號(hào)填入下面的空格中。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處連接的裝置分別是________、________、________。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，濃硫酸順利地滴入燒瓶中，甲儀器所起作用的原理是________________________________________________________________________________________________________。(3)從乙處均勻通入O2，為使SO2有較高的轉(zhuǎn)化率，實(shí)驗(yàn)時(shí)，在加熱與滴加濃硫酸過(guò)程中應(yīng)采取的操作是________________________________________________________________________________________________________。(4)用大火加熱燒瓶時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率會(huì)________(填“增大”、“不變”或“降低”)。(5)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(shí)，繼續(xù)通入O2一段時(shí)間后，稱得Ⅲ裝置質(zhì)量增加bg，則本實(shí)驗(yàn)中SO2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______?！窘馕觥棵鞔_實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)定SO2的轉(zhuǎn)化率。反應(yīng)原理：2SO2＋O2eq\o(,\s\up15(催化劑),\s\do15(△))2SO3可測(cè)量催化反應(yīng)后剩余SO2的質(zhì)量。(1)選擇實(shí)驗(yàn)儀器、藥品：經(jīng)發(fā)生器出來(lái)的氣體是O2、SO2及少量水蒸氣，應(yīng)干燥，Ⅰ處應(yīng)為裝置B；反應(yīng)后氣體成分為O2、SO2、SO3，從提供選擇的裝置來(lái)看，可用NaOH溶液吸收SO2來(lái)測(cè)量SO2的體積。但有SO3干擾，應(yīng)先除去SO3，考慮到SO3很容易液化，故在Ⅱ處選裝置A，Ⅲ處選裝置E。(4)用大火加熱燒瓶時(shí)，產(chǎn)生SO2的速率太快，來(lái)不及轉(zhuǎn)化，故轉(zhuǎn)化率會(huì)降低。(5)由Na2SO3→SO2可知產(chǎn)生的SO2也為amol,64agSO2的轉(zhuǎn)化率為eq\f(64a－b,64a)×100%?！敬鸢浮?1)BAE(2)維持燒瓶與分液漏斗內(nèi)的壓強(qiáng)相等(3)先加熱V2O5，然后緩慢滴加濃硫酸(4)降低(5)eq\f(64a－b,64a)×100%14．(2023·西安高二檢測(cè))工業(yè)制硫酸生產(chǎn)流程如圖：(1)在催化反應(yīng)室，下列措施中有利于提高SO2平衡轉(zhuǎn)化率的有________(填字母)。A．升高溫度 B．減小壓強(qiáng)C．不斷補(bǔ)充空氣 D．及時(shí)分離出SO3(2)在生產(chǎn)中，為提高催化劑效率采取的措施是________(填字母)。A．凈化氣體B．控制溫度在400～500C．增大催化劑與反應(yīng)氣體的接觸面積D．不斷補(bǔ)充空氣(3)已知2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up15(催化劑))2SO3(g)ΔH＝－196kJ/mol。在450℃、常壓和釩催化條件下向一密閉容器中充入2molSO2和1molO2，充分反應(yīng)后，放出的熱量________(填“＜”、“＞”或“＝”(4)經(jīng)檢測(cè)生產(chǎn)硫酸的原料氣成分(體積分?jǐn)?shù))為SO27%、