专题06 工业生产-【压轴题】2024-2025学年高一化学同步培优训练（沪科版2020必修第二册）

专题06 工业生产 解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试 一、工业制取硫酸的反应原理和生产过程 （一）硫酸工业的反应原理主要涉及三个步骤 1．造气：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或S+O2SO2 2．转化： 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 3．吸收：SO3+H2O=H2SO4 （二）流程图 1．沸腾炉中把硫铁矿粉碎，目的是增大固体的表面积，与空气充分接触，燃烧迅速且充分。 2．原料气要通过除尘、干燥等净化处理，目的是防止催化剂中毒，减少对设备的腐蚀。 3．转化器（又叫接触室）中有热交换器，使用的催化剂是五氧化二矾（V2O5）。 4．在转化器中，理论上需高压（既能加快反应速率，又能使化学平衡正向移动），但实际工业生产上使用的是常压，因为在常压下，该反应的转化率已经很高了，若使用高压，会增加生产成本，所以没有必要使用高压。 5．吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫，如果用水或稀硫酸吸收，易形成酸雾。 二、硫酸工业中热能的合理利用及三废处理 硫酸生产过程中的三个反应都是 放热反应，为了充分利用这些热量，在生产过程中，沸腾炉外设置 废热锅炉 回收高温废热，把 热交换器 和转化器合为一体，将二氧化硫转化为三氧化硫时放出的热量及时导出用来 预热进入转化器的原料气 。 （1）废气：硫酸工业的尾气中含有的有毒气体是 SO2 ，用氨酸法处理尾气的化学方程式分别为：①NH3+H2O=NH3•H2O、②SO2+2NH3•H2O=（NH4）2SO3+H2O、③（NH4）2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3。 （2）废水：没有被污染的冷却水可以被 循环利用 ；若排出的是酸性废水，一般使用石灰乳等中和处理，反应的离子方程式为 2H++Ca(OH)2==Ca2++2H2O 。 （3）废渣：以硫铁矿为原料生产硫酸，废渣的主要成分是 氧化铁 、硫化亚铁及少量有害物质。用废渣可以炼制的金属是 铁 。 三、化学工业生产条件的选择，一般从下面几个方面考虑： 1．快：选择合适的外界条件，加快化学反应速率。 2．多：选择合适的外界条件，使化学平衡向正反应方向移动。 3．合理：结合工业生产的实际，优化生产条件。如：理论上硫酸工业中SO2转化为SO3需要高压，但实际工业生产上使用的是常压，因为常压下该反应的转化率已经很高了，没有必要使用高压。 四、绿色化学 1. 核心：利用化学原理从源头上消除和减少工业生产对环境造成的污染。 2. 特征：①采用无毒无害的原料；②在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行；③产品应该是环境友好的；④具有理想的“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”。 3. 原子经济性：原子经济性可用原子利用率来衡量，其定义可表示为原子利用率＝×100%。 原子经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。 【例1】硫酸工业中，转化器发生催化氧化（2SO2＋O2SO3）的装置如图，下列说法正确的是 催化剂 a b d 热交换器 催化剂 c A．a处进入的气体中SO2过量 B．沸腾炉中产生的气体直接从a处进入 C．a、b、c三处气体成分相同 D．d处出来的气体只含SO3 【答案】C 【解析】选项A，a处进入的气体中空气是过量的，A错。选项B，沸腾炉中产生的气体需净化处理后才能从a处进入，B错。选项C，a、b、c三处气体成分相同，只是温度不同，C对。选项D，d处出来的气体除SO3外，还有N2、O2、SO2等，D错。答案为C。 【例2】工业制硫酸的一步重要反应是SO2在400~600℃下的催化氧化：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行，下述有关说法正确的是 A．使用催化剂可加快反应速率，提高SO3产率 B．其它条件保持不变，温度越高，速率越快，生产效益越好 C．实际生产中选定400～600℃作为操作温度，其原因是在此温度下催化剂的活性最高，SO2能100%转化为SO3 D．增大压强可以提高SO3产率，但高压对动力和设备要求太高，会增加生产成本 【答案】D 【解析】A．使用催化剂可加快反应速率，但催化剂不能影响平衡的移动，不能提高SO3的产率，A错误； B．温度超过400~600℃时，催化剂的活性降低；且该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，SO3产率的产率降低，故温度超过400~600℃时，升高温度，生产效益降低，B错误； C．实际生产中选定400～600℃作为操作温度，其原因是在此温度下催化剂的活性最高；但该反应是可逆反应，SO2的转化率小于100%，C错误； D．该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，SO3产率升高，但高压对动力和设备要求太高，会增加生产成本，D正确； 故选D。 【例3】在接触法产生H2SO4的过程中,对“废气、废水、废渣、废热”的处理正确的是(　　) ①废气用氨水处理　②污水用石灰乳处理　③废渣用来造水泥或炼铁　④设置“废热”锅炉产生蒸气来供热或发电 A．只有①② B．只有①③④ C．只有①②③ D．全部 【答案】D 【解析】①SO2等废气可以用氨水吸收制得化肥硫酸铵等，①正确； ②污水显酸性，可以用石灰乳处理，②正确； ③炉渣和矿灰可作为炼铁的原料，③正确； ④硫酸工业的反应都是放热反应，不但可以自行提供能量，还可以向外界提供能量，以降低成本，④正确； 综上所述，正确的是①②③④，故选D。 1．在生产硫酸的过程中，常用浓硫酸而不用水吸收SO3是因为 A．SO3易溶于浓H2SO4而不易溶于水 B．用浓硫酸吸收速率虽慢但损失SO3少 C．用水吸收时，易形成酸雾而阻碍SO3再吸收 D．用水吸收时得不到纯净的硫酸 【答案】C 【解析】吸收塔中SO3如果用水吸收，发生反应：SO3+H2O＝H2SO4，该反应为放热反应，放出的热量易导致酸雾形成，阻隔在三氧化硫和水之间，阻碍水对三氧化硫的吸收；而浓硫酸的沸点高，难以气化，不会形成酸雾，同时三氧化硫易溶于浓硫酸，所以工业上从吸收塔顶部喷洒浓硫酸作吸收液，A、B、D不符合题意，C符合题意。 故答案为C。 2．下列有关环境保护与绿色化学的叙述不正确的是 A．形成酸雨的主要物质是硫的氧化物和氮的氧化物 B．大气污染物主要来自化石燃料燃烧和工业生产过程产生的废气 C．绿色化学的核心就是如何对被污染的环境进行无毒无害的治理 D．燃煤烟气脱硫的石灰石-石膏法，可将烟气中的二氧化硫转化为硫酸钙 【答案】C 【解析】选项A，由于空气中存在硫氧化物和氮氧化物，当含量过高时易发生酸雨，A正确。选项B，化石燃料燃烧和工业生产过程产生的废气，产生了大气污染物，B正确。选项C，绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染，不是对你环境进行无毒无害的治理，C错误。选项D，石灰石在高温条件下分解生成氧化钙，氧化钙可以和生成的SO2反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙和空气中的氧气反应生成硫酸钙，达到脱硫的效果，D正确。答案为C。 3．硫酸是一种重要的化工产品，目前主要采用“接触法”进行生产。有关反应的说法不正确的是： A．实际生产中，SO2、O2再循环使用提高原料利用率 B．实际生产中，为了降低成本，提高生成效益，通常采用常压、和较高的反应温度 C．实际生产中，选定400—500℃作为反应温度，主要原因是该温度范围催化剂的活性最高 D．实际生产中，通常通入过量SO2来提高O2的转化率 【答案】D 【解析】A．SO2、O2制取SO3的反应是可逆反应，循环使用SO2、O2，可以提高原料利用率，A正确； B．常压下，接触法制硫酸的原料利用率已经达到95%左右，增大压强，反应物的转化率提高不大，但对设备的要求提高，压缩气体需要提供动力，从而增加生产成本，所以工业生产中采用常压；虽然反应为放热反应，温度低对提高转化率有利，但较高反应温度下催化剂活性较高，反应速率较快，可以提高生产效益；因此，实际生产中，通常采用常压、和较高的反应温度，B正确； C．虽然反应为放热反应，温度低对提高转化率有利，但催化剂在400～500 ℃时活性最高，所以选定400～500 ℃，C正确； D．工业制硫酸的反应为可逆反应，实际生产中，O2直接从空气中获得，所以是通入过量O2来提高SO2的转化率，D错误； 故选D。 4．工业上以硫铁矿为原料制硫酸的生产过程中，下列措施能提高硫酸产率的是 A．直接把矿石送入沸腾炉 B．沸腾炉中通入过量空气 C．对炉气进行除尘、洗涤、干燥处理 D．转化器内用催化剂 【答案】B 【解析】A．直接把矿石送入沸腾炉，反应不充分，不能提高硫酸产率，A错误； B．沸腾炉中通入过量空气，增大氧气浓度，反应向正反应方向进行，能提高硫酸产率，B正确； C．对炉气进行除尘、洗涤、干燥处理，可防止催化剂中毒，但不能提高硫酸产率，C错误； D．转化器内用催化剂不能改变平衡状态，只能改变反应速率，因此不能提高硫酸产率，D错误； 答案选B。 5．工业制硫酸的一步重要反应是SO2在400~600℃下的催化氧化：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行，下述有关说法正确的是 A．使用催化剂可加快反应速率，提高SO3产率 B．其它条件保持不变，温度越高，速率越快，生产效益越好 C．实际生产中选定400～600℃作为操作温度，其原因是在此温度下催化剂的活性最高，SO2能100%转化为SO3 D．增大压强可以提高SO3产率，但高压对动力和设备要求太高，会增加生产成本 【答案】D 【解析】A．使用催化剂可加快反应速率，但催化剂不能影响平衡的移动，不能提高SO3的产率，A错误； B．温度超过400~600℃时，催化剂的活性降低；且该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，SO3产率的产率降低，故温度超过400~600℃时，升高温度，生产效益降低，B错误； C．实际生产中选定400～600℃作为操作温度，其原因是在此温度下催化剂的活性最高；但该反应是可逆反应，SO2的转化率小于100%，C错误； D．该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，SO3产率升高，但高压对动力和设备要求太高，会增加生产成本，D正确； 故选D。 6．工业上常用CuFeS2和FeS2(二硫化亚铁)炼铁和制硫酸，反应如下 ①2CuFeS2＋7O2CuSO4＋CuO＋Fe2O3＋3SO2 ②4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 已知CuFeS2中Cu为＋1价，S为-2价。下列说法不正确的是 A．反应①②中Fe均被氧化 B．反应①中CuSO4和CuO只是氧化产物 C．反应②中Fe2O3和SO2既是氧化产物又是还原产物 D．反应①②生成等物质的量的SO2时，转移的电子数之比为56∶33 【答案】A 【解析】A．反应①中铁为+3价，化合价不变，反应②中铁元素化合价由+2价升高为+3价，被氧化，A错误； B．反应①：生成硫酸铜时氧元素化合价降低，铜元素、硫元素化合价升高，硫酸铜既是氧化产物又是还原产物；生成氧化铜时铜元素化合价升高，氧元素化合价降低，氧化铜既是氧化产物又是还原产物，B正确； C．反应②中生成Fe2O3时铁元素化合价升高，氧元素化合价降低，氧化铁既是氧化产物又是还原产物，生成SO2时硫元素化合价升高，氧元素化合价降低，SO2既是氧化产物又是还原产物，C正确； D．反应①②中只有氧元素化合价降低，假设均生成24molSO2，反应①转移电子的物质的量为，反应②转移电子的物质的量为：，转移电子数之比为：224:132=56:33，D正确； 故选A。 7．某同学设计如图所示装置探究工业制硫酸转化器中的反应，并测定此条件下二氧化硫的转化率。实验时，装置D锥形瓶中溶液产生白色沉淀，装置E中溶液褪色。 回答下列问题： （1）装置B的三个作用是① ；② ；③通过观察气泡的速率，控制氧气和二氧化硫的通入比例。 （2）实验过程中，当V2O5表面红热后，应将酒精灯移开一会儿后再继续加热，其原因是 。 （3）D中锥形瓶盛放的溶液可以是(选填序号) 。 ①足量澄清石灰水        ②足量小苏打溶液 ③足量氯化钡溶液        ④足量稀硫酸 反应停止后，要通过测定装置D锥形瓶中产生的白色沉淀的量，得出已被氧化的二氧化硫的量，在滤出沉淀前必须进行的一步实验操作是(简述过程) 。 （4）若从锥形瓶溶液中得到的沉淀质量为m g，要测定该条件下二氧化硫的转化率，实验时还需要测定的数据是(选填序号) ，二氧化硫的转化率是 (用含有m、a、b  c、d中的一种或几种字母的代数式表示)。 ①装置F增加的质量a g ②装置A中亚硫酸钠减少的质量bg ③装置B增加的质量cg ④装置E增加的质量d g 【答案】（1）干燥氧气和二氧化硫 使氧气和二氧化硫混合均匀 （2）该反应的正反应放热，温度过高平衡逆向移动，不利于三氧化硫的生成；且影响催化剂的活性 （3）③ 继续通氧气，使装置中的三氧化硫和二氧化硫被D、E、F吸收 （4）①④ 【分析】装置A制备二氧化硫，装置B干燥氧气和二氧化硫，同时混合二者，装置C中二氧化硫被氧气氧化为三氧化硫，装置D吸收三氧化硫，装置E检验二氧化硫的性质，装置F吸收尾气，据此解答。 【解析】（1）通过观察A装置可判断其作用除了冒气泡的速率来控制气体流量，还可以干燥氧气和二氧化硫，氧气和二氧化硫混合均匀； （2）由于该反应的正反应放热，温度过高平衡逆向移动，不利于三氧化硫的生成，且影响催化剂的活性，所以实验过程中，当V2O5表面红热后，应将酒精灯移开一会儿后再继续加热； （3）由于进入装置D的气体有二氧化硫、三氧化硫和氧气，实验时，装置D锥形瓶中溶液产生白色沉淀，所以盛放的溶液是足量氯化钡溶液，答案选③；由于装置中有残留的气体，所以在滤出沉淀前必须进行的一步实验操作是继续通氧气，使装置中的三氧化硫和二氧化硫被D、E、F吸收； （4）从锥形瓶溶液中得到的沉淀质量为mg，则mg为硫酸钡沉淀，n（BaSO4）=n（SO3）=mol，已经知道转化了的二氧化硫，只要再告诉反应前的二氧化硫的物质的量或者反应后的二氧化硫的物质的量，就可以计算出二氧化硫的转化率，所以实验时还需要测定的数据为①装置F增加的质量a g、④装置E增加的质量d g，答案选①④；总的二氧化硫的物质的量是，所以二氧化硫的转化率为：。 8．硫酸是十分重要的化工原料。工业上用黄铁矿又称为二硫化亚铁制备硫酸的工艺如下图所示。 （1）FeS2中硫元素的化合价是 。 （2）写出过程Ⅱ发生反应的化学方程式 。 （3）过程Ⅲ用98.3%的浓硫酸吸收SO3后再稀释为各种浓度的稀硫酸，写出浓硫酸稀释为稀硫酸的操作过程： 。 下图是模拟工业过程Ⅱ来探究SO2的催化氧化过程。 （4）装置甲的作用是 。 （5）装置丙中盛放的是18.4mol/L的浓硫酸，目的是 。反应结束后取1.0mL丙中的流液稀释为10.0mL的稀硫酸，滴加几滴酚酞试剂、缓慢加入1.0mol/L 的NaOH溶液，当混合溶液变红时，认为硫酸恰好完全反应，此时所用NaOH溶液体积大于 mL，说明SO2催化氧化时有SO3生成。 （6）装置丁的作用是吸收并检验SO2已除净，现象时酸性高锰酸钾红色变浅，写出反应的离子方程式 。 （7）装置戊中的现象是 ，说明SO2催化氧化时有O2剩余。 【答案】（1）-1 （2）2SO2+O2 2SO3 （3）将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌 （4）干燥气体、混合气体、调节气体比例 （5）吸收SO3 36.8 （6）5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+ （7）出现浅黄色沉淀或变浑浊 【分析】黄铁矿与空气在高温下煅烧，反应产生Fe2O3、SO2；在催化剂、加热的条件下，SO2与O2发生反应产生SO3；SO3被98.3%的浓硫酸吸收得到硫酸。在模拟工业过程Ⅱ来探究SO2的催化氧化过程时，装置甲的浓硫酸的作用是干燥气体、混合气体，并通过观察气泡来判断两种气体的混合比例；在装置乙中SO2、O2发生催化氧化反应产生SO3，装置丙中盛放的是18.4mol/L的浓硫酸，目的是吸收SO3气体；在装置丁中，用酸性KMnO4溶液氧化除去未反应的SO2；O2具有氧化性，会氧化戊装置中的Na2S，产生黄色的S沉淀而使溶液变浑浊，据此判断SO2催化氧化时有O2剩余。 【解析】（1）在FeS2中Fe为+2价，根据化合物中元素化合价代数和为0，可知S元素化合价为-1价。 （2）在反应过程Ⅱ中SO2、O2催化氧化反应产生SO3，该反应的化学方程式为：2SO2+O22SO3。 （3）由于浓硫酸的密度比水大，溶于水时会放出大量热量，所以浓硫酸稀释为稀硫酸的操作过程为将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，使热量迅速扩散，防止酸滴飞溅。 （4）装置甲中浓硫酸的作用是干燥气体、混合气体，通过观察气泡来调节气体混合比例。 （5）装置丙中盛放的是18.4mol/L的浓硫酸，目的是吸收SO3气体，防止形成酸雾；SO3与浓硫酸中的水反应生成H2SO4，1.0mL的18.4mol/L的浓硫酸中，n(H2SO4)= 18.4mol/L×0.001L=0.0184mol，若这些硫酸和NaOH完全反应，则n(NaOH)=2n(H2SO4)=2×18.4mol/L×0.001L=0.0368mol，V(NaOH)== 0.0368L=36.8mL，所若用NaOH溶液体积大于36.8 mL，则n(H2SO4)＞0.0184mol，说明SO2催化氧化生成SO3。 （6）SO2被氧化为，被还原为Mn2+，根据电子数守恒及原子守恒，可得出离子方程式：5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+。 （7）O2具有氧化性，会氧化戊装置中的Na2S，产生黄色的S沉淀而使溶液变浑浊，据此判断SO2催化氧化时有O2剩余。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 工业生产 解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试 一、工业制取硫酸的反应原理和生产过程 （一）硫酸工业的反应原理主要涉及三个步骤 1．造气：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或S+O2SO2 2．转化： 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 3．吸收：SO3+H2O=H2SO4 （二）流程图 1．沸腾炉中把硫铁矿粉碎，目的是增大固体的表面积，与空气充分接触，燃烧迅速且充分。 2．原料气要通过除尘、干燥等净化处理，目的是防止催化剂中毒，减少对设备的腐蚀。 3．转化器（又叫接触室）中有热交换器，使用的催化剂是五氧化二矾（V2O5）。 4．在转化器中，理论上需高压（既能加快反应速率，又能使化学平衡正向移动），但实际工业生产上使用的是常压，因为在常压下，该反应的转化率已经很高了，若使用高压，会增加生产成本，所以没有必要使用高压。 5．吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫，如果用水或稀硫酸吸收，易形成酸雾。 二、硫酸工业中热能的合理利用及三废处理 硫酸生产过程中的三个反应都是 放热反应，为了充分利用这些热量，在生产过程中，沸腾炉外设置 废热锅炉 回收高温废热，把 热交换器 和转化器合为一体，将二氧化硫转化为三氧化硫时放出的热量及时导出用来 预热进入转化器的原料气 。 （1）废气：硫酸工业的尾气中含有的有毒气体是 SO2 ，用氨酸法处理尾气的化学方程式分别为：①NH3+H2O=NH3•H2O、②SO2+2NH3•H2O=（NH4）2SO3+H2O、③（NH4）2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3。 （2）废水：没有被污染的冷却水可以被 循环利用 ；若排出的是酸性废水，一般使用石灰乳等中和处理，反应的离子方程式为 2H++Ca(OH)2==Ca2++2H2O 。 （3）废渣：以硫铁矿为原料生产硫酸，废渣的主要成分是 氧化铁 、硫化亚铁及少量有害物质。用废渣可以炼制的金属是 铁 。 三、化学工业生产条件的选择，一般从下面几个方面考虑： 1．快：选择合适的外界条件，加快化学反应速率。 2．多：选择合适的外界条件，使化学平衡向正反应方向移动。 3．合理：结合工业生产的实际，优化生产条件。如：理论上硫酸工业中SO2转化为SO3需要高压，但实际工业生产上使用的是常压，因为常压下该反应的转化率已经很高了，没有必要使用高压。 四、绿色化学 1. 核心：利用化学原理从源头上消除和减少工业生产对环境造成的污染。 2. 特征：①采用无毒无害的原料；②在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行；③产品应该是环境友好的；④具有理想的“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”。 3. 原子经济性：原子经济性可用原子利用率来衡量，其定义可表示为原子利用率＝×100%。 原子经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。 【例1】硫酸工业中，转化器发生催化氧化（2SO2＋O2SO3）的装置如图，下列说法正确的是 催化剂 a b d 热交换器 催化剂 c A．a处进入的气体中SO2过量 B．沸腾炉中产生的气体直接从a处进入 C．a、b、c三处气体成分相同 D．d处出来的气体只含SO3 【例2】工业制硫酸的一步重要反应是SO2在400~600℃下的催化氧化：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行，下述有关说法正确的是 A．使用催化剂可加快反应速率，提高SO3产率 B．其它条件保持不变，温度越高，速率越快，生产效益越好 C．实际生产中选定400～600℃作为操作温度，其原因是在此温度下催化剂的活性最高，SO2能100%转化为SO3 D．增大压强可以提高SO3产率，但高压对动力和设备要求太高，会增加生产成本 【例3】在接触法产生H2SO4的过程中,对“废气、废水、废渣、废热”的处理正确的是(　　) ①废气用氨水处理　②污水用石灰乳处理　③废渣用来造水泥或炼铁　④设置“废热”锅炉产生蒸气来供热或发电 A．只有①② B．只有①③④ C．只有①②③ D．全部 1．在生产硫酸的过程中，常用浓硫酸而不用水吸收SO3是因为 A．SO3易溶于浓H2SO4而不易溶于水 B．用浓硫酸吸收速率虽慢但损失SO3少 C．用水吸收时，易形成酸雾而阻碍SO3再吸收 D．用水吸收时得不到纯净的硫酸 2．下列有关环境保护与绿色化学的叙述不正确的是 A．形成酸雨的主要物质是硫的氧化物和氮的氧化物 B．大气污染物主要来自化石燃料燃烧和工业生产过程产生的废气 C．绿色化学的核心就是如何对被污染的环境进行无毒无害的治理 D．燃煤烟气脱硫的石灰石-石膏法，可将烟气中的二氧化硫转化为硫酸钙 3．硫酸是一种重要的化工产品，目前主要采用“接触法”进行生产。有关反应的说法不正确的是： A．实际生产中，SO2、O2再循环使用提高原料利用率 B．实际生产中，为了降低成本，提高生成效益，通常采用常压、和较高的反应温度 C．实际生产中，选定400—500℃作为反应温度，主要原因是该温度范围催化剂的活性最高 D．实际生产中，通常通入过量SO2来提高O2的转化率 4．工业上以硫铁矿为原料制硫酸的生产过程中，下列措施能提高硫酸产率的是 A．直接把矿石送入沸腾炉 B．沸腾炉中通入过量空气 C．对炉气进行除尘、洗涤、干燥处理 D．转化器内用催化剂 5．工业制硫酸的一步重要反应是SO2在400~600℃下的催化氧化：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行，下述有关说法正确的是 A．使用催化剂可加快反应速率，提高SO3产率 B．其它条件保持不变，温度越高，速率越快，生产效益越好 C．实际生产中选定400～600℃作为操作温度，其原因是在此温度下催化剂的活性最高，SO2能100%转化为SO3 D．增大压强可以提高SO3产率，但高压对动力和设备要求太高，会增加生产成本 6．工业上常用CuFeS2和FeS2(二硫化亚铁)炼铁和制硫酸，反应如下 ①2CuFeS2＋7O2CuSO4＋CuO＋Fe2O3＋3SO2 ②4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 已知CuFeS2中Cu为＋1价，S为-2价。下列说法不正确的是 A．反应①②中Fe均被氧化 B．反应①中CuSO4和CuO只是氧化产物 C．反应②中Fe2O3和SO2既是氧化产物又是还原产物 D．反应①②生成等物质的量的SO2时，转移的电子数之比为56∶33 7．某同学设计如图所示装置探究工业制硫酸转化器中的反应，并测定此条件下二氧化硫的转化率。实验时，装置D锥形瓶中溶液产生白色沉淀，装置E中溶液褪色。 回答下列问题： （1）装置B的三个作用是① ；② ；③通过观察气泡的速率，控制氧气和二氧化硫的通入比例。 （2）实验过程中，当V2O5表面红热后，应将酒精灯移开一会儿后再继续加热，其原因是 。 （3）D中锥形瓶盛放的溶液可以是(选填序号) 。 ①足量澄清石灰水        ②足量小苏打溶液 ③足量氯化钡溶液        ④足量稀硫酸 反应停止后，要通过测定装置D锥形瓶中产生的白色沉淀的量，得出已被氧化的二氧化硫的量，在滤出沉淀前必须进行的一步实验操作是(简述过程) 。 （4）若从锥形瓶溶液中得到的沉淀质量为m g，要测定该条件下二氧化硫的转化率，实验时还需要测定的数据是(选填序号) ，二氧化硫的转化率是 (用含有m、a、b  c、d中的一种或几种字母的代数式表示)。 ①装置F增加的质量a g ②装置A中亚硫酸钠减少的质量bg ③装置B增加的质量cg ④装置E增加的质量d g 8．硫酸是十分重要的化工原料。工业上用黄铁矿又称为二硫化亚铁制备硫酸的工艺如下图所示。 （1）FeS2中硫元素的化合价是 。 （2）写出过程Ⅱ发生反应的化学方程式 。 （3）过程Ⅲ用98.3%的浓硫酸吸收SO3后再稀释为各种浓度的稀硫酸，写出浓硫酸稀释为稀硫酸的操作过程： 。 下图是模拟工业过程Ⅱ来探究SO2的催化氧化过程。 （4）装置甲的作用是 。 （5）装置丙中盛放的是18.4mol/L的浓硫酸，目的是 。反应结束后取1.0mL丙中的流液稀释为10.0mL的稀硫酸，滴加几滴酚酞试剂、缓慢加入1.0mol/L 的NaOH溶液，当混合溶液变红时，认为硫酸恰好完全反应，此时所用NaOH溶液体积大于 mL，说明SO2催化氧化时有SO3生成。 （6）装置丁的作用是吸收并检验SO2已除净，现象时酸性高锰酸钾红色变浅，写出反应的离子方程式 。 （7）装置戊中的现象是 ，说明SO2催化氧化时有O2剩余。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$