[化学与技术]硫酸在日常生产生活中应用非常广泛。请回答硫酸工业中的如下问题:
(1)早期生产硫酸以黄铁矿为原料,目前很多国家都已经限制以黄铁矿为原料而以硫黄为原料,以硫黄为原料的优点是 。
(2)工业上生产硫酸时,利用催化氧化反应将SO2转化为SO3,是一个关键步骤。压强及温度对SO2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:SO27%;O211%;N2 82%);
![]() ![]() 转化率/% 温度/℃ |
0.1 |
0.5 |
1 |
10 |
400 |
99.2 |
99.6 |
99.7 |
99.9 |
500 |
93.5 |
96.9 |
97.8 |
99.3 |
600 |
73.7 |
85.8 |
89.5 |
96.4 |
利用表中数据分析。在实际生产中选择的适宜生产条件是:温度_______ ℃,压强 ___________MPa。
(3)选择适宜的催化剂,是否可以提高SO2的转化率? _______(填“是”或“否”),是否可以增大该反应所放出的热量? (填“是” 或“否”)。
(4)为提高SO3吸收率,实际生产中用 吸收SO3。
(5)在催化反应室中设有热交换装置,以下叙述与热交换装置的作用有关的是______(填写序号)。
A.保护环境。防止空气污染 | B.充分利用热量,降低生产成本 |
C.升高温度,提高SO2的转化率 | D.防止催化剂中毒 |
(6)在硫酸工业尾气中,SO2是主要大气污染物,必须进行净化处理,处理方法可用 ________(填名称)吸收,然后再用硫酸处理,重新生成SO2和一种生产水泥的辅料,写出这两步反应的化学方程式_______________________________________。
硫化钠是用于皮革鞣制的重要化学试剂,可用无水芒硝(Na2SO4)与炭粉在高温下反应而制得,反应式如下:
① Na2SO4 + 4C →高 温 Na2S + 4CO
② Na2SO4 + 4 CO→高 温 Na2S + 4CO2
(1)现要制取Na2S 7.8克,需要无水芒硝(Na2SO4)g;
(2)若在反应中生成的Na2S物质的量为1 mol,则消耗的碳单质的物质的量范围n的范围是< n < ;
(3)若在上述反应中消耗的碳单质为1mol,生成Na2S的物质的量为 y mol,生成的CO和CO2的物质的量之比为x,则y与x的关系式为y= ;
(4)Na2S放置在空气中,会缓慢氧化成Na2SO3及Na2SO4,现称取已经被部分氧化的硫化钠39.2 g溶于水中,加入足量盐酸,充分反应后,过滤得沉淀9.6g,放出H2S气体1.12L(标准状况),求:39.2g被部分氧化的硫化钠中Na2S的物质的量为mol;Na2SO3的物质的量为mol;Na2SO4的物质的量为mol。
有机物的结构可用“键线式”简化表示,如:CH3—CH=CH—CH3可表示为 ,有一种有机物X它的键线式如下:
(1) X的分子式为:;有机物Y是X的同分异构体,且属于芳香族化合物。则Y的结构简式是。
(2) Y可以与溴水反应,其生成物的结构简式是; Y在一定条件下还可生成高分子化合物,该反应的化学方程式:。
(3) Y在一定条件下还可以与H2生成环状的饱和烃Z,Z的结构简式为。
接触法制硫酸工艺中,其主反应在450℃并有催化剂存在下进行:
1)该反应所用的催化剂是(填写化合物名称),该反应450℃时的平衡常数500℃时的平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)。
2)该热化学反应方程式的意义是.
3)下列描述中能表明该反应已达平衡状态的是。
a.b.容器中气体的平均分子量不随时间而变化
c.容器中气体的密度不随时间而变化 d.容器中气体的分子总数不随时间而变化
4)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10molO2,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO30.18mol,则=mol.L-1.min-1:若继续通入0.20mol SO2和0.10mol O2,则平衡移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”),再次达到平衡后,mol<n(SO3)<mol。
下表为元素周期表的一部分,请参照元素①-⑧在表中的位置,用化学用语回答下列问题:
族 周期 |
IA |
0 |
||||||
1 |
① |
ⅡA |
ⅢA |
ⅣA |
ⅤA |
ⅥA |
ⅦA |
|
2 |
② |
③ |
④ |
|||||
3 |
⑤ |
⑥ |
⑦ |
⑧ |
(1)④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为。
(2)②、③、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是。
(3)①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物,写出其中一种化合物的电子式:。
(4)由表中两种元素的原子按1︰1组成的常见液态化合物的稀液易被催化分解,可使用的催化剂为(填序号)_。
a.MnO2b.FeCl3 c.Na2SO3 d.KMnO4
(5)由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应:
X溶液与Y溶液反应的离子方程式为,N→⑥的单质的化学方程式为。
常温下,为使0.1 mol/L M 溶液中由M电离的阴、阳离子浓度相等,应向溶液中加入一定量的Y溶液至。
某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质:S、H2S、HNO3、NO、H2O。已知水是生成物之一。
⑴ 该反应中的还原剂是_____________。
⑵ 该反应中的还原产物是____________。
⑶ 写出该反应的化学方程式并标出电子转移方向和数目
____________________________________________________________________。
⑷ 若反应过程中转移了0.3 mol电子,则生成水的质量是______________。