學業分層測評(一)(建議用時：45分鐘)[學業達標]1．在以下條件下，宜于建工廠的城市是()A．城市郊區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工廠的一般條件。【答案】C2．在硫酸工業生產中，為了有利于SO2的轉化，且能充分利用熱能，采用了中間有熱交換器的催化反應室(見下圖)，下列有關說法中錯誤的是()【導學號：64570002】A．采用熱交換裝置，能充分利用“廢熱”，降低生產成本B．預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．預熱SO3，有利于被濃硫酸吸收【解析】此題考查了工業生產H2SO4的重要設備之一——催化反應室中氣體的流向。原料SO2、O2從裝置左側中間進入熱交換器，吸收熱量后由A處流出再進入催化反應室發生反應，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入熱交換器的原料氣，然后由下端流入下一個裝置，SO3溫度過高不易被吸收，所以下端出來的氣體溫度較低，這也是熱交換器的作用之一。【答案】D3．下列關于硫酸工業生產過程的敘述錯誤的是()A．在接觸室中使用鐵觸媒作催化劑B．在接觸室中運用熱交換技術可充分利用能源C．把硫鐵礦磨成細粉末，可以提高原料的利用率D．該反應采用450～500℃【解析】硫酸工業生產中，在接觸室中用以V2O5為主的催化劑，使SO2氧化為SO3，A項錯誤；使用熱交換裝置可節約能源，B項正確；把硫鐵礦粉碎可增大其與氧氣的接觸面，使反應更充分，速率更快，可提高原料的利用率，C項正確；反應溫度采用450～500℃是因為該溫度下催化劑活性最高，D項正確。【答案】A4．在接觸法制硫酸工業中，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促使平衡向正反應方向移動，提高產率③減少熱量對環境的污染④提高最終產品的純度A．① B．①②C．①②③ D．①②③④【解析】使用熱交換器能充分利用熱量，減少熱量對環境的污染。SO2轉化為SO3是放熱反應，溫度降低有利于平衡向正反應方向移動。【答案】C5．下列廢物處理方法中正確的是()A．化學實驗中產生的二氧化硫廢氣可用濃硫酸吸收B．化學實驗中產生的二氧化氮廢氣可用水吸收C．用黃鐵礦作原料生產硫酸的過程中，產生的廢渣可用于提取燃料D．用黃鐵礦作原料生產硫酸的過程中，產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項錯誤；二氧化氮一般用燒堿溶液吸收，發生的反應為：2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O，B項錯誤；黃鐵礦本來就是無機礦物質，又經過高溫煅燒，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實的，C項錯誤；硫酸生產過程產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項正確。【答案】D6．城市的環境污染是當前突出的環境問題。如圖A所示，X河流經某工業城市Y，其中a處在上游，附近有豐富的黃鐵礦資源；d處在下游，附近有多個企業以硫酸為原料。根據某月Y市環保局監測站對X河水質檢測的結果，繪制成簡圖如圖B所示。下列說法不正確的是()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生反應生成沉淀所致D．該城市建設硫酸廠時，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，則bc段是產生污染的地區，cd段逐漸下降，說明污染的物質之間發生化學反應，以氣體或沉淀的形式析出，河水水質變為原始狀態。由于b處是市區用水的上游，則硫酸廠應選在河水的下游。【答案】D7．下列關于硫酸工業綜合經濟效益的討論中，敘述錯誤的是()A．充分利用三個反應放出的熱能來降低生產成本B．為了防止尾氣的污染，用氨水吸收尾氣C．硫酸工廠要遠離人口稠密的居民區和環保要求高的地區，遠離硫酸消費中心D．生產過程中含有少量硫酸的污水，可用石灰乳中和處理【解析】硫酸工廠要遠離人口稠密的居民區和環保要求高的地區，但是遠離硫酸消費中心，勢必造成運輸成本高等問題。【答案】C8．含硫48%的黃鐵礦煅燒時FeS2損失2%，則下列說法不正確的是()A．該黃鐵礦含FeS2也是48%B．硫損失也是2%C．鐵損失也是2%D．該黃鐵礦含FeS290%【解析】該黃鐵礦含FeS2為eq\f(120,64)×48%＝90%，故D項正確，而A項錯誤；煅燒時FeS2損失2%，則其中的鐵和硫也都損失2%。【答案】A9．你認為減少酸雨產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開發新能源A．①②③ B．②③④⑤C．①③⑤ D．①③④⑤【解析】形成酸雨的主要氣體污染物是SO2及NOx等，SO2主要來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生；燃料脫硫也可以減少酸雨的產生；開發新能源是減少SO2產生的新途徑。則①③⑤都可減少SO2的產生，從而減少酸雨的產生。把工廠煙囪造高既不能使SO2轉化，也不能減少SO2的產生，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。【答案】C10．有關硫酸工業綜合經濟效益的說法中，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，是風景秀麗的旅游勝地，雖然當地使用硫酸的工業不多，但為提高當地經濟效益宜建硫酸廠B．為減少SO2對空氣的污染，可以建筑高煙囪，使含SO2的尾氣在高空擴散稀釋，保證地面達到安全濃度C．硫酸生產過程排放的污染物主要是含SO2的尾氣、固體殘渣、廢酸和廢水等D．選擇硫酸廠廠址時，當經濟利益與環保問題有沖突時，為提高人們的物質生活水平，應先考慮經濟利益的問題【解析】硫酸廠是污染性的企業，不應建在風景區；當地使用硫酸的工業不多，也不宜建硫酸廠，因為硫酸的遠程運輸成本高，危險性大，故A錯誤。將SO2排放到高空，SO2的總量不會減少，且會形成酸雨危害環境，故B錯誤。選擇硫酸廠廠址在考慮經濟利益的同時，必須考慮環保問題，也就是要提高綜合經濟利益，故D錯誤。【答案】C[能力提升]11．以黃鐵礦為原料生產硫酸的工藝流程圖如下：(1)沸騰爐中發生的反應方程式為__________________________。(2)接觸室中發生反應的化學方程式是____________________________________________________、____________________________________________________。(3)依據工藝流程圖判斷下列說法正確的是________(填字母)。a．為使黃鐵礦充分燃燒，需將其粉碎b．過量空氣能提高SO2的轉化率c．使用催化劑能提高SO2的反應速率和轉化率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既可作為生產硫酸的原料循環再利用，也可用于工業制溴過程中吸收潮濕空氣中的Br2。SO2吸收Br2的離子方程式是________________________________________________________________________________________________________。【解析】本題主要考查硫酸工業、化學方程式的書寫等。(1)根據原子守恒即可寫出方程式。(2)SO2和O2在接觸室發生反應生成SO3：2SO2＋O2eq\o(,\s\up15(催化劑),\s\do15(加熱))2SO3。(3)選項a，將黃鐵礦粉碎能增加反應接觸面積而加快反應速率。選項b，增加空氣(O2)濃度能提高SO2的轉化率。選項c，催化劑對轉化率無影響。選項d，礦渣中含有Fe2O3，可用于冶煉鐵。【答案】(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，降低煤燃燒時向大氣排放的SO2，工業上將生石灰和含硫煤混合后使用。請寫出燃燒時，有關“固硫”(不使含硫化合物進入大氣)反應的化學方程式：______________________________________。(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物繼續氧化成石膏(CaSO4·2H2O)。寫出反應的兩個化學方程式：____________________________________________________、____________________________________________________。(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生氧化還原反應，釋放出一種無色、無味、無毒的大氣中含有的氣體和一種常溫(20°C)、常壓(101kPa)下的無色液體，試分別寫出它們發生反應的化學方程式：____________________________________________________、____________________________________________________。【解析】(1)注意“固硫”的含義；不使含硫的化合物進入大氣。因而不包括下列反應：S＋O2eq\o(=,\s\up15(點燃))SO2。含硫煤中的硫元素大多數是以化合態存在的，游離態的單質硫很少，上述反應也不能準確表示含硫煤中硫變為SO2的反應。(2)所提供的石灰漿應該是過量的，所以不會生成Ca(HSO3)2，否則得不到CaSO4·2H2O。(3)SO2與NOx發生反應，生成大氣中含有的氣體應是N2，NOx變為N2失去了O原子，SO2得到O原子變成了SO3，SO3在常溫常壓下是無色液體。【答案】(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．下圖裝置可以進行測定SO2轉化成SO3的轉化率的實驗。已知SO3的熔點是16.8℃，沸點是44.8Na2SO3(s)＋H2SO4(85%)=Na2SO4＋H2O＋SO2↑。(1)根據實驗需要，應該在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處連接合適的裝置。請從下圖A～E裝置中選擇最適合裝置并將其序號填入下面的空格中。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處連接的裝置分別是________、________、________。(2)實驗時，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有較高的轉化率，實驗時，在加熱與滴加濃硫酸過程中應采取的操作是________________________________________________________________________________________________________。(4)用大火加熱燒瓶時，SO2的轉化率會________(填“增大”、“不變”或“降低”)。(5)用amolNa2SO3粉末與足量濃硫酸進行此實驗，當反應結束時，繼續通入O2一段時間后，稱得Ⅲ裝置質量增加bg，則本實驗中SO2的轉化率為________。【解析】明確實驗目的：測定SO2的轉化率。反應原理：2SO2＋O2eq\o(,\s\up15(催化劑),\s\do15(△))2SO3可測量催化反應后剩余SO2的質量。(1)選擇實驗儀器、藥品：經發生器出來的氣體是O2、SO2及少量水蒸氣，應干燥，Ⅰ處應為裝置B；反應后氣體成分為O2、SO2、SO3，從提供選擇的裝置來看，可用NaOH溶液吸收SO2來測量SO2的體積。但有SO3干擾，應先除去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，產生SO2的速率太快，來不及轉化，故轉化率會降低。(5)由Na2SO3→SO2可知產生的SO2也為amol,64agSO2的轉化率為eq\f(64a－b,64a)×100%。【答案】(1)BAE(2)維持燒瓶與分液漏斗內的壓強相等(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)工業制硫酸生產流程如圖：(1)在催化反應室，下列措施中有利于提高SO2平衡轉化率的有________(填字母)。A．升高溫度 B．減小壓強C．不斷補充空氣 D．及時分離出SO3(2)在生產中，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．增大催化劑與反應氣體的接觸面積D．不斷補充空氣(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，充分反應后，放出的熱量________(填“＜”、“＞”或“＝”(4)經檢測生產硫酸的原料氣成分(體積分數)為SO27%、