1、接觸法制硫酸 重點難點1了解工業(yè)制硫酸的化學(xué)原理、原料、設(shè)備和生產(chǎn)過程。2運用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論分析SO2接觸氧化的條件。知識講解 中學(xué)無機化工生產(chǎn)簡介化學(xué)工業(yè)主要原料典型設(shè)備生產(chǎn)階段化學(xué)反應(yīng)尾氣成份防污措施硫酸工業(yè)（接觸法）硫鐵礦、空氣、98.3%的H2SO4沸騰爐、接觸室、吸收塔SO2的制取、凈化；SO2的接觸氧化；SO3的吸收和H2SO4的生成SO2用氨水吸收利用，以防形成“酸雨”硝酸工業(yè)（催化氧化法）氨、空氣、水氧化爐、吸收塔氨的氧化硝酸的生成不斷通入空氣NO、NO2，用堿液吸收合成氨工業(yè)燃料（煤、天然氣、石油）空氣，水合成塔 氨分離器原料氣（N2、H2）的制備、凈化和壓縮；氨

2、的合成與分離硅酸鹽工業(yè)玻璃工業(yè)石灰石純堿石英玻璃熔爐產(chǎn)品成分為：Na2SiO3CaSiO3SiO2水泥工業(yè)石灰石黏土水泥回轉(zhuǎn)窯普通水泥成分為：2CaO·SiO23CaO·SiO23CaO·Al2O3陶瓷工業(yè)黏土主要成分為含Si物質(zhì)氯堿工業(yè)食鹽水立式隔膜式電解槽食鹽水凈化、電解食鹽水、NaOH的分離Cl2用石灰乳吸收硫酸的工業(yè)制法 硫酸車間 一、造氣1原料接觸法制硫酸可以用硫黃、黃鐵礦、石膏、有色金屬冶煉廠的煙氣（含有一定量的SO2）等作原料。從原料成本、環(huán)境保護等角度考慮，硫黃是制硫酸的首選材料。我國由于硫黃礦產(chǎn)資源較少，主要用黃鐵礦作原料。世界硫酸產(chǎn)量的60%以

3、上來自硫黃，另一方面，由于有色冶金工業(yè)的發(fā)展和日趨嚴格的環(huán)保法則，有色金屬冶煉煙氣制酸的產(chǎn)量逐年增加。相反，黃鐵礦制酸的比重卻呈下降趨勢，90年代初，世界硫酸生產(chǎn)的原料構(gòu)成為：硫黃 黃鐵礦 其他65% 16% 19%2煅燒黃鐵礦將硫黃或經(jīng)過粉碎的黃鐵礦，分別放在專門設(shè)計的燃燒爐中，利用空氣中的氧氣使其燃燒，就可以得到SO2。煅燒黃鐵礦在沸騰爐中進行。造氣階段的反應(yīng)原理：S(s)+O2(g)SO2(g)；H= -297kJ/mol或者FeS2(s)+O2(g)Fe2O3(s)+2SO2(g)；H= -853kJ/mol黃鐵礦粉碎的目的：一是燃燒迅速，二是燃燒充分，提高原料的利用率。沸騰爐的名稱是

4、因為從爐底通入的強大空氣流，在爐內(nèi)一定空間里把礦粒吹得劇烈翻騰，好像“沸騰著的液體”，所以，人們把這種燃燒爐叫做沸騰爐。在此階段中，空氣是過量的，目的就是讓黃鐵礦充分反應(yīng)。3爐氣凈化干燥從燃燒爐中出來的氣體叫做爐氣，用燃燒黃鐵礦制得的爐氣含有SO2、O2、N2、水蒸氣以及一些雜質(zhì)，如砷、硒等的化合物和礦塵等。雜質(zhì)和礦塵都會使催化劑中毒，水蒸氣對設(shè)備和生產(chǎn)也有不良影響，因此，在進行下一步氧化反應(yīng)前，必須對爐氣進行凈化。爐氣凈化主要除去砷、硒等化合物和礦塵；爐氣干燥主要除去水蒸氣。二、接觸氧化1反應(yīng)原理SO2跟O2是在催化劑（如V2O5）表面上接觸時發(fā)生反應(yīng)的，所以，這種生產(chǎn)硫酸的方法叫做接觸法。

5、從沸騰爐出來的氣體主要有：SO2、O2、N2，它們進入接觸室，發(fā)生如下反應(yīng)：SO2(g)+O2(g)SO3(g)；H= -98.3kJ/mol。2SO2接觸氧化反應(yīng)條件選擇（1）溫度在具體實際生產(chǎn)中，溫度低了反應(yīng)速率就低，更為重要的是催化劑活性在低溫時不高，從綜合經(jīng)濟效益考慮，溫度過低對生產(chǎn)不利。在實際生產(chǎn)中，選定400500作為操作溫度，因為在這個溫度范圍內(nèi)，催化劑的活性（反應(yīng)速率）和SO2的平衡轉(zhuǎn)化率（93.5%99.2%）都比較理想。（2）壓強理論上：接觸氧化是一個體積縮小的反應(yīng)，增大壓強平衡向正反應(yīng)方向移動，可提高SO2的轉(zhuǎn)化率。實際上：常壓操作，并不加壓。原因有兩點：一是在常壓時SO

6、2的平衡轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，增大壓強后，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率提高得并不多；二是加壓對設(shè)備的要求高且耗能多，這樣將增大投資和能量消耗。（3）熱交換器進入接觸室的SO2和O2需要加熱，而接觸氧化生成SO3時放出熱量，反應(yīng)環(huán)境溫度會不斷升高，用熱交換器將這些熱量來預(yù)熱SO2和O2反應(yīng)。由于接觸氧化是一個放熱反應(yīng)，要想增大SO2的轉(zhuǎn)化率、提高SO3的產(chǎn)率，平衡要向正反應(yīng)方向移動，根據(jù)平衡移動理論，高溫不利于SO3的生成，所以裝一個熱交換器可用來把反應(yīng)生成的熱傳給需預(yù)熱的爐氣。在熱交換器中，冷氣體（SO2和O2等）在管道外流動，熱氣體（SO3等）在管道內(nèi)流動，兩種氣體流向是逆向的，這樣有利于熱交換充分。三、三

7、氧化硫的吸收1SO3的吸收吸收過程是在吸收塔里進行的。從接觸室出來的氣體，主要是SO3、N2以及未起反應(yīng)的O2和SO2。SO3與H2O化合生成H2SO4。H2SO4雖然由SO3跟H2O化合制得的，但工業(yè)上并不直接用H2O或稀H2SO4來吸收SO3。SO3的吸收反應(yīng)原理：SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)；H= -130.3kJ/mol由于反應(yīng)SO3+H2O= H2SO4是一個放熱反應(yīng)，如果用水或稀硫酸吸收SO3，放出的熱量會使溶液形成大量的酸霧，不利于SO3的吸收，所以工業(yè)上用98.3%的濃酸吸收SO3，然后在水或稀硫酸中稀釋濃硫酸，制得各種濃度的硫酸產(chǎn)品。吸收塔里裝填了大量瓷環(huán)，目的

8、是增大接觸面積，吸收操作采取逆流形式也是為了讓SO3氣體和98.3%濃硫酸充分接觸，有利于吸收充分。2尾氣的處理從吸收塔上部導(dǎo)出的是N2、沒有起反應(yīng)的O2和少量SO2，若直接排放，即浪費又污染環(huán)境，需進行尾氣處理。尾氣處理要經(jīng)過兩個過程：一是進行第二次氧化，即直接將尾氣再次通入接觸室讓其反應(yīng)；二是兩次氧化后的氣體加以凈化回收處理。小結(jié)硫酸的工業(yè)制法：（1）三原料：黃鐵礦（FeS2）或S、空氣、98.3%的濃H2SO4。（2）三個反應(yīng)：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或S+O2SO2（沸騰爐） 2SO2+O22SO3（接觸室） SO3+H2O=H2SO4（吸收塔內(nèi)，實際用98.3%的濃

9、H2SO4吸收SO3）。（3）三套設(shè)備：沸騰爐 接觸室 吸收塔（4）三階段：造氣接觸氧氣三氧化硫的吸收。 （沸騰爐）（接觸室）（吸收塔）（5）爐氣中的雜質(zhì)和危害：礦塵、砷、硒等的化合物可使催化劑中毒，水蒸氣與SO2、SO3生成酸腐蝕設(shè)備，影響生產(chǎn)。（6）三步凈化：除塵、洗滌、干燥（7）六個原理措施：增大接觸面積，充分利用原料的原理（粉碎礦石）；增大反應(yīng)物濃度原理（通入廉價的過量空氣使較貴的SO2充分利用）；熱交換原理；逆流、濃H2SO4吸收原理；催化原理；循環(huán)連續(xù)生產(chǎn)，提高原料利用率的原理。四、工業(yè)生產(chǎn)中物質(zhì)純度、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率的計算方法：（1）物質(zhì)的純度（%）=×100%（2）原料利

10、用率（%）=×100%=1原料的損耗率實際利用原料量<實際投入原料總量（3）產(chǎn)率（%）=×100%理論產(chǎn)量>實際產(chǎn)量典型例題解析例1下列反應(yīng)能用化學(xué)平衡原理解釋的是（ ）使黃鐵礦礦粒在過量的空氣中燃燒增大氣體壓強能提高SO2的轉(zhuǎn)化率使SO2氧化成SO3應(yīng)使用催化劑(V2O5等)SO2接觸氧化的溫度不能太高燃燒黃鐵礦制得的爐氣，在進行氧化前必須凈化和干燥ABCD分析過量的空氣，使O2的濃度超過反應(yīng)所需的量，可加速正反應(yīng)的進行，使化學(xué)平衡向生成物方向移動。SO2氧化是氣體體積縮小的反應(yīng)，所以增大壓強，能提高SO2的轉(zhuǎn)化率。使用催化劑能加快正、逆反應(yīng)速率，不能用化學(xué)平

11、衡原理解釋。SO2氧化是放熱的可逆反應(yīng)，所以溫度升高，會加速SO3的分解。爐氣需凈化和干燥，主要為不使催化劑中毒。所以可用濃度、可用壓強、可用溫度對化學(xué)平衡移動的影響來解釋。答案：D例2工業(yè)上用接觸法制取硫酸，今有含F(xiàn)eS290%的硫鐵礦500t，煅燒時損失5%的硫，SO2轉(zhuǎn)化為SO3時又損失15%的SO2，SO3被水吸收時又損失SO3 0.5%。求這些硫鐵礦最終可制得98%的硫酸多少噸？分析本題中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO22SO2+O22SO3SO3+H2O=H2SO4可知為連續(xù)反應(yīng)（即上一步反應(yīng)的產(chǎn)物做為下一步反應(yīng)的反應(yīng)物），根據(jù)各步反應(yīng)方程式中反應(yīng)

12、物和生成物之間量的關(guān)系，可找出FeS2與每一步反應(yīng)中產(chǎn)物之間的關(guān)系式（也可直接根據(jù)S守恒來找到對應(yīng)關(guān)系）：4FeS28SO28SO38H2SO4計算時可將中間物質(zhì)省略，直接根據(jù)FeS22H2SO4的關(guān)系式，一步就可以求出制得硫酸的量。題目給出的是在生產(chǎn)過程中損失S、SO2和SO3，而不是損失FeS2。因為每一種化合物都有固定的組成，所以在反應(yīng)中當原料有損失時，則組成該原料的各元素也隨之損失，且原料的損失率等于其組成中各元素的損失率。反過來原料中各元素的損失率，也就是該原料的損失率。本題中損失5%的硫，即硫鐵礦中FeS2損失5%，也就是FeS2的利用率為95%，SO2轉(zhuǎn)化為SO3時損失15%，即

13、SO2轉(zhuǎn)化率85%，換算成硫鐵礦中FeS2利用了95%的85%。SO3被吸收時損失0.5%，即SO2利用了99.5%，換算成FeS2的利用率為95%×85%×99.5%。解：設(shè)可制得98%H2SO4的質(zhì)量為x，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO22SO2+O22SO3SO3+H2O=H2SO4關(guān)系式：FeS2 2H2SO4120t 2×98t500t×90%×95%×85%×99.5%x·98%解得：x=602.6t例3黃鐵礦樣品1g，設(shè)灼燒后生成的SO2完全轉(zhuǎn)化成硫酸。加入BaCl2溶

14、液后得3.5g BaSO4沉淀。求該礦石樣品中FeS2的質(zhì)量分數(shù)是多少？解：（1）由方程式找關(guān)系式 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 2SO2+O22SO3 SO3+H2O=H2SO4 H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl（2）設(shè)1g樣品中含F(xiàn)eS2的質(zhì)量為x。 FeS2 2BaSO4 120g 2×233g x3.5g 120g(2×233)g=x3.5g x=0.90g 礦石中FeS2的質(zhì)量分數(shù)為：×100%=90%例4某工廠處理含二氧化硫廢氣時，采用“將二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸銨”的方法，該廠初步處理后的廢氣中氧氣的體積分數(shù)為10%，二氧化硫的體

15、積分數(shù)為0.2%。使該廢氣在400時以5m3/h的速率通過催化劑層與速率為20L/h的氨氣混合，再噴水使之發(fā)生反應(yīng)：2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4，將得到的溶液在結(jié)晶裝置中處理，可得到硫酸銨晶體，氣體體積都已折合為標準狀況，試計算：（1）該工業(yè)為什么將廢氣以5m3/h的速率與速率為20L/h的氨氣混合為最佳配比？（用計算說明）（2）若該廠每天排放10000m3這種廢氣，按上述方法該廠每月（按30天計算）可得到硫酸銨多少噸？消耗氨氣多少立方米？分析從每小時排放SO2的物質(zhì)的量與每小時需NH3氣的物質(zhì)的量，找出它們的比，與化學(xué)方程式里化學(xué)計量數(shù)對照，找到工廠采用題給配比的原因，后一問按每

16、月排放SO2的體積代入化學(xué)方程式，求得需NH3的體積和生成(NH4)2SO4的質(zhì)量。解：（1）每小時排出的廢氣中SO2的體積為：5×0.2%=5×2×10-3(m3)，即10L。 根據(jù)題意，每小時送入氨的體積為20L，2SO2+O22SO3；2NH3+SO3+H2O=(NH4)2SO4 NH3與SO2的體積比或物質(zhì)的量比均為21，恰與反應(yīng)化學(xué)方程式中反應(yīng)物系數(shù)之比為21一致。（2）每月排放的廢氣中SO2的體積為：1×104m3×30×0.2%×103L/m3=6×105(L)。 可制得(NH4)2SO4的質(zhì)量根據(jù)2

17、NH3SO2(NH4)2SO4計算為： (NH4)2SO4的質(zhì)量為：×132g/mol×10-6t/g=3.535t； 消耗NH3的體積為：6×105L×2×10-3m3/L=1.2×103m3關(guān)于硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟效益的討論重點難點1理解環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展的重要性。2從原料和能量角度，以硫酸工業(yè)為例認識如何提高化工生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟效益。知識講解化工生產(chǎn)與科學(xué)實驗的區(qū)別在于：化工生產(chǎn)著重考慮綜合經(jīng)濟效益；科學(xué)實驗著重于探索某個重要反應(yīng)或原理，不惜花費大量的時間和金錢。一、環(huán)境保護與綜合利用原料1尾氣吸收對于尾氣中含有的少量SO2，可用氨

18、水吸收，使其生成(NH4)2SO3，然后再用硫酸處理，便生成SO2和(NH4)2SO4。反應(yīng)原理：SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3，(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2+H2O用氨水吸收尾氣后，再用硫酸處理，目的：重新生成SO2，可返回車間作生產(chǎn)硫酸的原料，或作他用；得到的(NH4)2SO4可用肥料。2污水處理生產(chǎn)過程中的污水，含有硫酸等雜質(zhì)，可用石灰乳中和處理。反應(yīng)原理：Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O3廢渣的利用黃鐵礦礦渣一般可作為制造水泥的原料或用于制磚，含鐵品位高的礦渣，經(jīng)處理后可以煉鐵。二、能量的充分利用1硫酸生產(chǎn)過程中需要消耗的能量

19、 需要消耗的能量 2硫酸生產(chǎn)過程中放出的能量 放出的能量 3能量的充分利用能量的充分利用是多方面的： 沸騰爐產(chǎn)生蒸氣來發(fā)電接觸室用SO2氧化成SO3放出的熱來預(yù)熱即將參加反應(yīng)的SO2和O2。在生產(chǎn)硫酸過程中，如能充分利用這些“廢熱”，則不僅不需要由外界向硫酸廠供應(yīng)能量，而且還可以由硫酸廠向外界輸出大量的能量。三、生產(chǎn)規(guī)模和廠址選擇1生產(chǎn)規(guī)模現(xiàn)代化工廠生產(chǎn)一般要求有較大的規(guī)模，這是因為大型工廠的投資較大，便于采用先進的技術(shù)和設(shè)備以提高勞動生產(chǎn)率，而且有關(guān)“廢熱”利用、環(huán)境保護等輔助設(shè)施也便于處理。考慮我國的實際情況，有關(guān)部門主張，在一般情況下，應(yīng)發(fā)展年產(chǎn)4萬噸以上的制硫酸裝置。2化工廠廠址選擇

20、化工廠廠址選擇是一個復(fù)雜的問題，它涉及原料、水源、能源、土地供應(yīng)、市場需求、交通運輸和環(huán)境保護等諸多因素。化工廠廠址的選擇要考慮一些自然因素，如有無合適的建筑用地，有無近便、豐富而優(yōu)質(zhì)的水源，有無生產(chǎn)所必需的自然資源（如能源和原料）等。化工廠廠址的選擇要考慮經(jīng)濟因素，如怎樣接近原料、燃料的產(chǎn)地，如何接近消費市場以盡可能節(jié)省運輸費用、降低生產(chǎn)成本等。化工廠廠址的選擇既要考慮社會服務(wù)、生產(chǎn)協(xié)作、勞動與技術(shù)等諸多因素；更要考慮生態(tài)效益和社會效益，如果環(huán)境嚴重污染，生態(tài)平衡被破壞，經(jīng)濟效益最終也將失去。像硫酸廠廠址，應(yīng)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(shè)置在城鎮(zhèn)和居民區(qū)盛行風(fēng)向的上風(fēng)

21、地帶，以免工廠排放的大量煙塵和有害氣體污染城鎮(zhèn)的大氣等。3關(guān)于課本的兩個討論題（1）全面分析三個條件：第一條件有利于在A城市建硫酸廠；第二條件從市場需求和運輸成本考慮，在A城市建廠不如在B城市建廠合算；第三個條件從根本上否定了在A城市建廠的設(shè)想。因為一個風(fēng)光秀麗的旅游城市，對環(huán)保的要求一定很高，而且該地的土地價格也較貴。如果在該地建污染比較嚴重的硫酸廠，必然會破壞旅游資源，得不償失。所以結(jié)論是：在B城市建硫酸廠，再運輸少量硫酸到A城市供應(yīng)生產(chǎn)的需要，這樣資源配置比較合理。（2）題設(shè)有四個條件：第一個條件說明C地對于肥料（包括磷肥以及制造磷肥的硫酸）有很大的市場需求；第二個條件指出C地有豐富的磷

22、礦資源，而且其他條件也很優(yōu)越，適合于建設(shè)大型磷肥廠；第三個條件指出制造磷肥需消耗硫酸，暗示建磷肥廠必須配套建硫酸廠；第四個條件指出該地?zé)o硫酸廠，而鄰近的D地有豐富的黃鐵礦資源，暗示通過運進黃鐵礦的方式在C地建硫酸廠是可行的。結(jié)論是：在C地建一個大型磷肥廠，并配套建一個大型硫酸廠的建議是正確的。例題剖析例1下圖為某地工業(yè)聯(lián)系圖。我國中西部地區(qū)大型鐵礦附近存在煉焦煤、石灰石，粘土礦和豐富的地下水資源。該地區(qū)接近河流和鐵路干線，周圍是盛產(chǎn)小麥、棉花的農(nóng)業(yè)地區(qū)。根據(jù)上述信息，完成下列要求： （1）隨著大型鐵礦的開發(fā)，該地區(qū)建立了焦化廠、鋼鐵廠、發(fā)電廠和水泥廠。通過分析，請將這四個工廠的名稱填入工業(yè)聯(lián)系

23、圖空白框內(nèi)；（2）從當?shù)剞r(nóng)業(yè)需要和綜合利用資源方面考慮該地區(qū)還將建立氮肥廠，其原料供應(yīng)的利用條件是_。（3）為充分利用當?shù)刭Y源，該地還可以建立的輕工業(yè)工廠有（說出兩個）_。（4）寫出以焦炭、磁鐵礦為主要原料冶煉生鐵的化學(xué)方程式：_，_，_， _。石灰石的作用是_。分析焦化廠、鋼鐵廠和水泥廠都需要使用電能，根據(jù)題圖結(jié)構(gòu)，可以判定A框為火力發(fā)電廠；鋼鐵廠需要的主要燃料是焦炭，原料是鐵礦石，添加劑是石灰石，故C框肯定為鋼鐵廠；B框 則為煉焦廠。剩下的D框即為水泥廠，它的原料主要是石灰石、粘土和鋼鐵廠里的廢渣，還應(yīng)包括火力發(fā)電廠的煤灰等，其燃料仍是煤。根據(jù)該地區(qū)的工業(yè)結(jié)構(gòu)應(yīng)屬重工業(yè)區(qū)，可能建立的輕工業(yè)

24、部門可為面粉廠、食品廠（已知周邊地區(qū)盛產(chǎn)小麥）；由于周圍又是棉區(qū)，故還可建紡織廠；另外，該地區(qū)有豐富的地下水，可建飲料廠等。這些工業(yè)部門既可滿足市場需要，又可以平衡當?shù)芈毠ば詣e構(gòu)成比的社會需要。答案（1）ABCD依次為：發(fā)電廠焦化廠鋼鐵廠水泥廠。（2）焦化廠回收焦爐氣中的粗氨、提純后生產(chǎn)氮肥。（3）食品廠、棉紡廠、面粉廠等中選的2個。（4）C+O2CO2，CO2+C2CO，F(xiàn)e3O4+2C3Fe+2CO2，F(xiàn)e3O4+4CO3Fe+4CO2； 石灰石作熔劑，除去鐵礦石中的脈石，反應(yīng)式為：CaCO3CaO+CO2，CaO+SiO2CaSiO3(爐渣)例21982年6月18日，重慶市降了一場較大的

25、酸雨，使得市郊兩萬畝水稻、西瓜葉片突然變黃，幾天后局部全部枯死。（1）簡述酸雨的成因，寫出化學(xué)方程式。（2）酸雨導(dǎo)致水稻枯死的原因是什么？（3）澄清石灰水，熟石灰水濁液，燒堿溶液都能吸收大氣中的SO2，從凈化效果和經(jīng)濟效益考慮，你認為用哪一種試劑比較合理？（4）請?zhí)岢鰞蓷l預(yù)防酸雨的措施。答案：（1）礦物燃料的燃燒產(chǎn)生大量SO2，硝酸工廠及汽車尾氣等產(chǎn)生大量氮氧化物NOx，它們在空氣中氧氣和水蒸氣作用下轉(zhuǎn)變成硫酸和硝酸，降落到地面形成酸雨。主要反應(yīng)式為： 氣相反應(yīng)：2SO2+O2 2SO3；SO3+H2O=H2SO4 或2SO2+O2+2H2O H2SO4 液相反應(yīng)：SO2+H2O=H2SO3

26、2H2SO3+O2=2H2SO4 硝酸型的酸雨形成：2NO+O2=2NO2，2NO2+H2O=HNO3+HNO2（2）酸雨破壞了水稻生長需要的酸堿度。（3）Ca(OH)2溶解度較小，故澄清石灰水中Ca(OH)2濃度很小，吸收SO2量少且速度慢。NaOH吸收效果好但成本較高。熟石灰的懸濁液克服了上述二者的缺點，效果好，耗費低，故熟石灰水濁液較適宜。（4）控制SO2和氮氧化物NOx的排放量，堵塞污染源。積極推廣燃料脫硫技術(shù)，改進燃料燃燒設(shè)備和裝置，開發(fā)新型燃料。例3如圖為某城市自然環(huán)境圖。該市氣候偏干燥，常刮西北風(fēng)。現(xiàn)欲在該市建一個大型化工基地，有甲、乙、丙、丁四個地點，你認為理想的地點是（ ）A

27、甲 B乙 C丙D丁分析在選擇化工基地時應(yīng)考慮：水源充足，交通方便，且盡量遠離居民生活區(qū)以防污染。甲在居民區(qū)的西北方向，刮西北風(fēng)時，恰好使煙塵尾氣等帶入居民生活區(qū)而造成空氣污染；乙在山區(qū)交通不方便；丁在居民生活區(qū)。所以甲、乙、丁三個位置都不能選為化工基地。答案：C例4汽車尾氣（含有烴類、CO、SO2與NO等物質(zhì)）是城市空氣的污染源之一，治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉(zhuǎn)換器”（用鉑、鈀合金做催化劑），它的特點是使CO與NO反應(yīng)，生成參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，并促使烴類充分燃燒及SO2的轉(zhuǎn)化。（1）寫出一氧化碳與一氧化氮反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。（2）“催化轉(zhuǎn)換器”的缺點是在一定程度

28、上提高了空氣的酸度，其原因是_。（3）控制城市空氣污染的方法可以有_（多選扣分）。A開發(fā)氫能源 B使用電動車C植樹造林 D戴上呼吸面具分析根據(jù)題示信息：CO與NO反應(yīng)生成可參加大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體，可知該反應(yīng)是以NO為氧化劑，將CO氧化為CO2，而本身被還原為N2。仔細閱讀試題，根據(jù)催化劑可促進SO2的氧化，可推知SO2轉(zhuǎn)化為SO3產(chǎn)生H2SO4酸霧，增加空氣的酸度。答案：（1）2CO+2NO2CO2+N2（2）SO2能轉(zhuǎn)化為SO3，產(chǎn)生硫酸酸霧（3）A、B硫酸工業(yè)綜合能力測試一選擇題（本題包括5小題，每一小題只有一個正確答案，5×4=20分）1你認為減少酸雨產(chǎn)生的途徑可采取的措施

29、是( )少用煤做燃料；把工廠的煙囪造高；燃料脫硫；在已酸化的土壤中加石灰；開發(fā)新能源。ABCD2常見的污染物分為一次污染物和二次污染物。二次污染物是排入環(huán)境中的一次污染物在物理化學(xué)因素或微生物作用下，發(fā)生變化所生成的新污染物。如：反應(yīng)：2NO+O22NO2中，NO2為二次污染物。下列三種氣體SO2 NO2 H2S，其中能生成二次污染物的是( )A只有 B只有C只有 D全部都是3人體內(nèi)必需的下列元素中，因攝入量而導(dǎo)致骨質(zhì)疏松的是( )AK BCa C. Na DFe4目前，在我國城市環(huán)境中主要的大氣污染物是( )ACO2、Cl2、N2、酸雨 BNH3、CO2、NO、霧CHCl、SO2、N2、粉塵

30、 DSO2、NO2、CO、粉塵5若a g FeS2在空氣中充分燃燒，共轉(zhuǎn)移n個電子，則阿伏加德羅常數(shù)值可表示為( )A B C D 二、選擇題(本題包括10小題，有1-2個正確答案，10×440分)6在硫酸的工業(yè)制法中，下列生產(chǎn)操作與說明生產(chǎn)操作的主要原因二者都是正確的是( )A硫鐵礦燃燒前要粉碎，因為大塊的硫鐵礦不能燃燒B從沸騰爐出來的爐氣需凈化，因為爐氣中SO2會與雜質(zhì)反應(yīng)CSO2氧化為SO3時需使用催化劑，這樣可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率DSO3用98.3的濃H2SO4吸收，目的是防止形成酸霧，以便SO3吸收完全720世紀90年代初，國際上提出了“預(yù)防污染”的新概念。“綠色化學(xué)”是預(yù)

31、防污染的基本手段，下列各項中屬于“綠色化學(xué)”的是( )A處理廢棄物 B杜絕污染源 C減少有毒物 D治理污染點8某工廠排放的酸性廢水中含有較多的Cu2+，對農(nóng)作物和人畜都有害。欲采用化學(xué)方法除掉有害成份，最好加入下列物質(zhì)中的( )A食鹽和硫酸 B膽礬和石灰水C. 鐵粉和生石灰 D小蘇打和鹽酸9為了保護臭氧層，可采取的有效措施是( )A減少二氧化硫的排放量 B減少含鉛廢氣的排放量C減少氟氯代烴的排放量 D減少二氧化碳的排放量10隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，廢電池必須進行集中處理的問題被提到議事日程，其首要原因是( )A利用電池外殼的金屬材料B防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤和水源的污染C不使

32、電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品D回收其中石墨電極11導(dǎo)致下列現(xiàn)象的主要原因與排放SO2有關(guān)的是( )A酸雨 B光化學(xué)煙霧 C臭氧層空洞 D溫室效應(yīng)12正常雨水的pH約為5.6，酸雨的pH一般小于4.5。下列有關(guān)酸雨的論述不正確的是( )A空氣中硫和氮的氧化物隨雨水降下成為酸雨B正常雨水也有微酸性，這是由于溶有CO2的緣故C酸雨中因含有亞硫酸，其pH會慢慢下降到一定值D酸雨和正常雨水的樣品煮沸后酸性都減弱13燃燒硫鐵礦時損失了的x硫，則FeS2的損失率與硫的損失率比較( )A大于x B小于x C等于x D不能確定14金屬加工后的廢切削液中含有2-5的NaNO2，它是一種環(huán)境污染物，直接排放會造成

33、環(huán)境污染。人們使用NH4Cl溶液來處理此廢切削液，使NaNO2轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)。該反應(yīng)分兩步進行：第一步：NaNO2+NH4ClNaCl+NH4NO2，第二步：，下列對第二步反應(yīng)的敘述中正確的是( )NH4NO2是氧化劑 NH4NO2是還原劑 NH4NO2發(fā)生了分解反應(yīng) 只有氮元素的化合價發(fā)生了變化 NH4NO2既是氧化劑又是還原劑A BC D15化工廠廠址選擇是一個復(fù)雜的問題，受到原料、水源、能源、土地供應(yīng)、市場需求、交通運輸和環(huán)境保護等諸多因素的制約。硫酸廠應(yīng)建在( )靠近原料產(chǎn)地遠離消費中心。靠近消費中心，稍偏離原料產(chǎn)地。交通便利，人口稠密的居民區(qū)。建在環(huán)保要求高的地方，便于“三廢”的治理

34、。A B C D只有 第卷(非選擇題，共90分) 三、(本題包括2小題，共28分)16在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，為了防止污染，保護環(huán)境，尾氣可用_吸收，然后再用_處理，這樣得到的氣體中SO2的含量較高，可返回車間再用。寫出有關(guān)的反應(yīng)的方程式：_。17在某廠的廢氣中含有很少量的氯氣，在排放前要進行處理，除去氯氣后達到排放標準。現(xiàn)有：燒堿 熟石灰 浸有鐵屑的氯化亞鐵溶液。試回答：(1)用上述三種物質(zhì)的哪種處理廢氣最適宜?_，理由是_。(2)寫出有關(guān)的化學(xué)方程式_。四、(本題包括3小題，共27分)18某化工廠排放的污水中含有Zn2+、Hg2+、Fe2+、Cu2+四種離子，甲、乙、丙三位學(xué)生分別設(shè)計從該污水中

35、回收金屬銅的方案如圖所示： (1)甲、乙、丙提出的實驗方案是否都可以得到銅(填“能”或“不能”)甲_；乙_；丙_。(2)在制得銅的方案中哪一步操作會導(dǎo)致環(huán)境污染_，并應(yīng)增加哪些措施防止污染_。19保護環(huán)境已成為當前和未來的一項全球性重大課題之一，為消除目前燃料使用過程中的環(huán)境污染問題，并緩解能源危機，有的專家提出了利用太陽能促使燃料循環(huán)使用的構(gòu)想，如圖所示。這種構(gòu)想或方案可用下列反應(yīng)來表示： H2ON2+H2OCO2+_2CH3OH+_。_+H2OCH4+_。(1)請完成上述化學(xué)反應(yīng)方程式。(2)要實現(xiàn)上述的一些構(gòu)想，目前和今后要解決的關(guān)鍵問題是：_。(3)如果光子的能量不夠，上述化學(xué)反應(yīng)是無

36、法完成的。而大自然已經(jīng)解決了這個問題。即：_。它是地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)之一，請寫出該化學(xué)反應(yīng)的方程式_。20環(huán)境污染已成為人類的一大殺手，各種污染數(shù)不勝數(shù)。(1)下列名詞與污染無關(guān)的是( )A溫室效應(yīng) B赤潮 C酸雨 D大脖子病 E光化學(xué)煙霧F潮汐(2)水俁病是由于含_元素的工業(yè)廢水造成的，該元素轉(zhuǎn)化成_后，富集在魚、蝦和貝類的體內(nèi)，人們?nèi)绻L期食用這些魚、蝦和貝類，該物質(zhì)就會引起以_損傷為主的慢性中毒。(3)某工廠的燃料煤中硫的質(zhì)量分數(shù)為0.32，該廠每天燒這種煤100t。A有人設(shè)計向該廠燃料中摻入生石灰，可排除SO2的污染，試寫出有關(guān)的化學(xué)方程式：_。B若不采取任何措施，每天該工廠排出的

37、SO2，體積是多少升?(標況)C若將煤中的硫轉(zhuǎn)化為硫酸(設(shè)硫的轉(zhuǎn)化率為80)，每天可制得98(質(zhì)量分數(shù))的硫酸多少噸?五、(本題包括2小題，共16分)21某河道旁有甲、乙兩廠。它們排放的工業(yè)廢水中，共含有K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH-、NO3- 六種離子。甲廠的廢水明顯呈堿性，故甲廠廢水中所含的三種離子是_、_、_；乙廠廢水中含有的另外三種離子是_、_、_。有一種設(shè)想是將甲廠和乙廠的廢水按適當?shù)谋壤旌希墒箯U水中的_(填寫離子符號)轉(zhuǎn)化為沉淀。經(jīng)過濾后的廢水主要含_，可用來澆灌農(nóng)田。22酸雨是指pH小于5.6的各種大氣降水，酸雨的形成是一種復(fù)雜的大氣化學(xué)和大氣物理現(xiàn)象，它是大氣受污染

38、的產(chǎn)物和表現(xiàn)。酸雨中含有多種無機酸和有機酸，多數(shù)情況下以硫酸為主。燃料燃燒、火山噴發(fā)、枯死植物腐爛、從含硫的金屬礦石中提煉金屬的過程中都會產(chǎn)生二氧化硫，二氧化硫在空氣中、云中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成硫酸。請根據(jù)以上材料。回答：(1)以上材料中，哪些是屬于引起酸雨的人為因素?(2)用化學(xué)方程式表示SO2形成酸雨的過程。(3)酸雨不僅使土壤酸化，而且使土壤貧瘠，請說明酸雨使土壤貧瘠的原因。(4)你認為應(yīng)該如何控制酸雨污染物，防止酸雨的危害。六、(本題包括2小題，共19分)23在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，通過下列反應(yīng)使SO2轉(zhuǎn)化為SO3； ；H-196.6kJ，已知常壓下SO3的體積分數(shù)為91，試回答下列問題：(1)

39、在生產(chǎn)中常用過量的空氣是為了_。(2)加熱到400-500是由于_。(3)壓強應(yīng)采用_選填(“加壓”、“常壓”、“減壓”)，原因是_。(4)常用濃硫酸來吸收SO3而不用水，其原因是_。(5)尾氣中的SO2常采用氨水等堿溶液吸收，是因為_。24，化學(xué)耗氧量(COD)是水體質(zhì)量的控制項目之一，它是度量水中還原性污染物含量的重要指標。COD是指強氧化劑(我國采用K2Cr2O7)處理一定水樣時所消耗氧化劑的量，并換算成以氧氣為氧化劑時，1L水樣所消耗氧氣的質(zhì)量(O2 mg/L)。我國明文規(guī)定：COD500mg/L的污水不得直接排放。現(xiàn)有某廢水樣品20.0mL，加入10.00mL 0.04000mol/

40、LK2Cr2O7溶液，并加入適量的酸和催化劑，加熱反應(yīng)2小時，在指示劑存在下用0.1000mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定多余的K2Cr2O7溶液，共用去(NH4)2Fe(SO4)2溶液12.00mL。(1)已知K2Cr2O7在酸性溶液中作氧化劑時，被還原為Cr3+，F(xiàn)e2+被氧化為Fe3+，寫出K2Cr2O7與(NH4)2Fe(SO4)2在H2SO4存在下反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)計算20.0mL廢水所消耗的K2Cr2O7的物質(zhì)的量。(3)計算20.0mL該廢水水樣的COD。(4)在鍛造、機械、印染、造紙、電鍍、蓄電池等工廠所排故的污水中，COD值特別高的是_。 硫酸工業(yè)綜

41、合能力測試參考答案責(zé)編：顧振海 1答案：C 解析： 酸雨的主要成因是大氣污染物SO2，SO2以及其在氮氧化物或飄塵的作用下產(chǎn)生污染更嚴重的SO3溶于雨水中而形成酸雨。減少酸雨產(chǎn)生的手段是降低排放出廢氣中SO2的數(shù)量。煤中含硫較多，燃煤能向空氣中釋放大量的SO2，加高煙囪只是“降低了地表”SO2的濃度，把含SO2的廢氣送到遠處而不能減少其排放量。燃料脫硫和開發(fā)新能源可減少SO2的排放，而在已酸化的土壤中加石灰只是克服土壤過多酸性，與SO2的排放量無關(guān)。2答案：D 分析： SO2、NO2可進一步形成酸雨；H2S可進一步氧化成SO2等。3答案：B 解析： 骨骼的主要成分中含有Ca，Ca攝入量不足，骨

42、骼的形成、生長和新陳代謝都會受到影響。人體攝入Fe是為了補充血液中的血紅蛋白所需；攝入K、Na是為了保持體液內(nèi)電解質(zhì)平衡；攝入Ca是骨骼、牙齒生長所必需。4答案：D 分析： 此題要求了解大氣污染及其危害。5答案：D 分析： FeS2 11e 120g 11NA a g n 解得： 6答案：D 解析： 將硫鐵礦粉碎使燃燒速率更快、反應(yīng)更充分；凈化SO2的主要目的是防止雜質(zhì)使催化劑中毒；催化劑只能提高反應(yīng)速率，不能提高SO2的轉(zhuǎn)化率。7答案：B 解析：“綠色化學(xué)”指充分利用無毒害原材料，在生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)實現(xiàn)凈化和無污染的化學(xué)生產(chǎn)工藝。它有利于工業(yè)上對“三廢”的處理與利用。8答案：C 分析： 應(yīng)考慮去

43、除Cu2+，中和廢水中的酸2個方面。9答案：C 解析： 臭氧層位于高空，含鉛廢氣難以到達，二氧化硫在對流層就被O2氧化或被水蒸氣吸收后氧化。二氧化碳沒有還原性，與O3不發(fā)生反應(yīng)，只有氟烴如CF2Cl2、CFCl3比較穩(wěn)定，到高空中才被O3分解，同時也破壞了臭氧層。只要關(guān)注社會熱點和電視新聞，應(yīng)該很容易找到正確答案C。10答案：B解析：逐項分析，每一項都有道理，找出首要原因。抓住生活質(zhì)量提高這一關(guān)鍵詞，其他三項對提高生活質(zhì)量直接影響不大。環(huán)境污染直接影響到生活質(zhì)量。11答案：A解析：酸雨SO2，光化學(xué)煙霧汽車尾氣中NOx與有機物，臭氧層空洞氟氯代烴，溫室效應(yīng)CO2。SO2易溶于水，生成的H2SO

44、3易被O2氧化H2SO4，則雨水的pH減小形成酸雨。12答案：D解析：由SO2形成的酸雨，最終成分是H2SO4煮沸后也不分解。13答案：C解析：有固定組成的物質(zhì)中，其中某種元素損失a%，則組成該物質(zhì)的其他元素也損失a%，即整個物質(zhì)損失a%，這樣才能保持物質(zhì)組成不變。 14答案：D提示：從有關(guān)概念和價態(tài)變化分析。15答案：D解析：由于硫酸是腐蝕性液體，運輸價格比較貴，這就決定了硫酸廠靠近消費中心，比靠近原料產(chǎn)地更為有利，錯，對。硫酸廠對環(huán)境的污染比較嚴重，因此不應(yīng)建在人口稠密的居民區(qū)和環(huán)保要求高的地區(qū)。、錯誤。16答案：氨水，硫酸；2NH3+SO2+H2O=(NH4)2SO3，(NH4)2SO3

45、+H2SO4(NH4)2SO4+SO2+H2O注意：氨水過量，生成物是(NH4)2SO3而不是NH4HSO3。17答案：(1)，因洗氣便于操作且效高。當FeCl2被氯氣氧化后生成的FeCl3又與Fe反應(yīng)而回收FeCl2。只需消耗價廉的鐵屑。(2)2FeCl2+Cl2=2FeCl3，2FeCl3+Fe3FeCl2解析：若僅認為石灰價廉，去吸收Cl2較好時，忘了廢氣中氯是很少的，不足以生產(chǎn)漂粉精，且若Ca(OH)2較少則吸收Cl2效率太低。另有，廢氣中若混入CO2和水蒸氣無法制得漂粉精。用為好，因為用溶液洗氣便于操作，且FeCl2轉(zhuǎn)為FeCl3后，又與Fe反應(yīng)補充FeCl2實際只耗用一些鐵屑。18

46、答案：(1)不能；能；不能。(2)乙方案的第三步操作，加熱會生成汞蒸氣，導(dǎo)致環(huán)境污染，應(yīng)增加冷凝回收汞蒸氣的裝置。解析：甲的方案第步加入過量NaOH溶液后，沉淀為Hg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2的混合物，加熱時分別生成Hg、Fe2O3和CuO，用H2還原得到Fe與Cu的混合物。乙的方案第步加入過量鐵粉，置換出Hg與Cu，并Fe3+反應(yīng)生成Fe2+。過濾后，濾渣中有Fe、Hg、Cu三種單質(zhì)。加入HCl，F(xiàn)e溶解，過濾分離；濾渣中只剩Hg與Cu。加熱，Cu被空氣中O2的氧化為CuO，汞轉(zhuǎn)化為蒸氣；用H2還原CuO可以得到Cu，此方案合理；但有汞蒸氣(劇毒)污染環(huán)境，須用冷凝裝置回收。

47、丙的方案第步與乙相同，但缺少加HCl這一步，沒有除掉過量的鐵粉。他的第二步操作中得到Fe2O3(或Fe3O4)與CuO兩種物質(zhì)，最后仍得到Fe與Cu的混合物。19答案：(1) (2)尋找使物質(zhì)吸收光能轉(zhuǎn)變?yōu)樗栉镔|(zhì)的物質(zhì)（如催化劑）或方法(可以模擬葉綠素的功能)(3)綠色植物的光合作用 20答案：(1)D、F(2)Hg、甲基汞、腦細胞(3)aCaO+SO2=CaSO3 b根據(jù)硫守恒，排出SO2體積為V，則 c設(shè)生產(chǎn)98H2SO4的質(zhì)量為xS H2SO432t98t100t×0.32×80 98x x0.8t解析：環(huán)境污染包括大氣污染、水源污染、食品污染、土壤污染等，這些污染

48、均會給人類帶來不同程度的健康危害，如溫室效應(yīng)、酸雨、赤潮、光化學(xué)煙霧、臭氧層被破壞等，大脖子病是缺碘所致，水俁病是汞中毒的結(jié)果，潮汐是一種自然現(xiàn)象。人類在生產(chǎn)和生活中消耗大量的煤和石油。所含的硫元素經(jīng)燃燒后產(chǎn)生的SO2在大氣中經(jīng)塵粒催化氧化成三氧化硫，從而造成危害嚴重的酸雨，工業(yè)上常采用熟石灰脫硫。21答案：甲：K+、Cl、OH離子。乙：Ag+、Fe3+、NO3離子，F(xiàn)e3+與OH、Ag+與Cl，K+，NO3離子(或KNO3)。解析：甲廠的廢水明顯呈堿性，說明含有大量OH，則Ag+、Fe3+因與之反應(yīng)而不能共存，陽離子只可能含有K+另一種離子待定。乙廠中含有另外三種離子，結(jié)合甲中分折，一定含有Ag+、Fe3+，而Ag+與Cl反應(yīng)不能大量共存，故陰離子只可能是NO3，所以Cl屬于甲廠廢水。甲廠和乙廠護應(yīng)當按適當?shù)谋壤旌希騀e3+與OH、Ag+與Cl反應(yīng)轉(zhuǎn)化為沉淀而被過濾后，溶液中只余K+、NO3離子(鉀肥、氮肥)，故可作為化肥用來澆灌農(nóng)田。22答案：(1)燃料燃燒、從含硫的金屬礦石中提煉金屬；(2)SO2+H2O=H2SO3，2H2SO3+O22H2SO4；或，SO3+H2O=H2SO4；(3)酸雨使土壤pH下降，抑制了土壤中微生物的繁殖，從而影響有機物的分解和生物的固氮能力，造成土壤