Question

（1）火山噴發所產生的硫黃可用于生產重要的化工原料硫酸。某企業用如圖所示的工藝流程生產硫酸。

請回答下列問題：

①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 。

②為使硫黃充分燃燒，經流量計1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1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），該尾氣的處理方法是 _。

③與以硫鐵礦為原料的生產工藝相比，該工藝的特點是 （可多選）。

A．耗氧量減少

B．二氧化硫的轉化率提高

C．產生的廢氣減少

D．不需要使用催化劑

（2）硫酸的用途非常廣泛，可應用于下列哪些方面 （可多選）。

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

（3）礦物燃料的燃燒是產生大氣中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入適量的石灰石，可有效減少煤燃燒時SO2的排放，請寫出此脫硫過程中反應的化學方程式 。

 

Answer 1

（1）①熱交換器　使濃H2SO4與SO3充分接觸

②6∶5　0.41%　用氨水吸收　③A

（2）BCD

（3）SO2＋CaO=CaSO3　2CaSO3＋O2=2CaSO4

【解析】（1）①熱交換器可促進熱量的充分利用；增大接觸面積可以加快反應速率，提高吸收效率。②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－x＝5.775x，剩余SO2 0.05x，故b管尾氣中SO2的體積分數為0.41%；SO2可以用堿液（如氨水）吸收。③硫鐵礦中鐵的氧化需要消耗O2，A項正確；原料選擇與SO2的轉化率無關，B項錯誤；用硫鐵礦為原料產生的廢渣較多，但廢氣量相同，C項錯誤；用SO2制取SO3的過程中都需要使用催化劑，D項錯誤。（2）橡膠硫化所用到的為單質硫，A項錯誤；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，B項正確；鉛蓄電池中需要用到硫酸和硫酸鉛，C項正確；過磷酸鈣的制取過程中需要濃硫酸和磷礦石，D項正確。（3）SO2為酸性氧化物，可以和堿性氧化物CaO反應生成CaSO3，而CaSO3易被氧化為CaSO4。