Question

【題目】火山噴發所產生的硫黃可用于生產重要的化工原料硫酸。某企業用下圖所示的工藝流程生產硫酸：

請回答下列問題：

（1）硫酸的用途非常廣泛，可應用于下列哪些方面 。

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

（2）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 。

（3）如果進入接觸室的混合氣(含SO2體積分數為7％、O2為11％、N2為82％)中SO2平衡轉化率與溫度及壓強的關系如圖所示。在實際生產中，SO2催化氧化反應的條件選擇常壓和450℃ ，而沒有選擇SO2轉化率更高的B或C點對應的反應條件，其原因分別是 ； 。

（4）為使硫黃充分燃燒，經流量計l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l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)，

（5）工業對硫酸廠尾氣的處理方法一般是 。

Answer 1

【答案】（1）B、C、D（2）熱交換器；增加SO3與濃硫酸的接觸面，有利于SO3的吸收。

（3）不選B點，因為壓強越大對設備的投資大，消耗的動能大；SO2的轉化率在1個大氣壓下已是97%左右， 再提高壓強，SO2的轉化率提高的余地很小；不選C點，因為溫度越低，SO2轉化率雖然更高，但催化劑的催化作用受影響，450℃時，催化劑的催化效率最高，所以選擇A點，不選擇C點；

（4）6:5；0.4%；（5）用氨水吸收

【解析】

試題分析：（1）A、橡膠硫化所用到的為單質硫，故A錯誤；B、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，磺化反應就是與硫酸發生的取代反應，故B正確；C、鉛蓄電池中需要用到硫酸作電解質溶液，故C正確；D、過磷酸鈣的制取過程中需要濃硫酸和磷礦石，故D正確；故選：BCD；

（2）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，故答案為：熱交換器；增大三氧化硫與濃硫酸的接觸面，有利于三氧化硫的吸收；

（3）由圖2可知，不選B點，壓強越大對設備的投資越大，消耗的動能大，SO2的轉化率在1個大氣壓時，已經很高了，再提高壓強SO2的轉化率提高不大；不選C點，因為C點溫度低，SO2的轉化率雖然很高，但是催化劑的催化效率降低，450℃時催化劑的催化效率最高，所以選擇A點，不選擇C點；故答案為：不選B點，壓強越大對設備的投資越大，消耗的動能大，SO2的轉化率在1個大氣壓時，已經很高了，再提高壓強SO2的轉化率提高不大；不選C點，因為C點溫度低，SO2的轉化率雖然很高，但是催化劑的催化效率降低，450℃時催化劑的催化效率最高，所以選擇A點，不選擇C點；

（4）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2.5×0.5x=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-0.5×0.95x=5.775x，剩余SO20.05x，故b管尾氣中SO2的體積分數為=0.4%；故答案為：6:5；0.4%；

（5）硫酸工業的尾氣中含有二氧化硫，二氧化硫是酸性氧化物，可用堿性物質氨水來處理，故答案為：用氨水來吸收。