073接触法制硫酸

第一节 接触法制硫酸高考题1．（99上海）在硫酸工业生产中，为了有利于SO 2的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室（见右图。

按此密闭体系中气体的流向，则在A 处流出的气体为A ．SO 2B ．SO 3，O 2C ．SO 2，O 2D ．SO 2，SO 3提示：此题考查了工业生产硫酸的重要设备之一的接触室中气体的流向。

SO 2和O 2 进入热交换器的管外时，虽具备合成温度，但无V 2O 5 催化，不会生成 SO 3，只有 SO 2和 O 2。

2．（05上海）浓硫酸和2mol/L 的稀硫酸，在实验室中敞口放置。

它们的质量和放置天数的关系如右图，分析a 、b 曲线变化的原因是 A ．a 升华、b 冷凝 B ．a 挥发、b 吸水 C ．a 蒸发、b 潮解D ．a 冷凝、b 吸水提示：a 是因为稀硫酸中的水分挥发，b 是因为浓硫酸具有吸水性，质量增加。

3．（05上海）碳跟浓硫酸共热产生的气体X 和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y 同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中（如图装置），下列有关说法正确的是 A ．气瓶中产生的沉淀是碳酸钡 B ．Z 导管出来的气体中无二氧化碳 C ．气瓶中产生的沉淀是硫酸钡D ．Z 导管口有红棕色气体出现提示：碳跟浓硫酸共热产生的气体为CO 2和SO 2，铜跟浓硝酸反应产生的气体为NO 2，NO 2与水反应生成HNO 3，在HNO 3存在时，氧化SO 32－生成SO 42－，所以生成了硫酸钡沉淀；同时硝酸被还原为NO 气体逸出，在Z 导管口遇到空气变成红棕色气体NO 2。

4．（95上海）为了方便计算，有人把98%的浓H 2SO 4表示成下列形式，其中合理的是A ．H 2SO 4·91H 2OB ．H 2SO 4·H 2OC ．H 2SO 4·SO 3D ．SO 3·109H 2O提示：设100g98％浓硫酸，即有硫酸98g,水2g,其物质的量之比为1∶91。

5．（02上海）硫铁矿高温下空气氧化产生二氧化硫：4FeS 2＋11O 2→8SO 2＋2Fe 2O 3设空气中N 2、O 2的含量分别为0.800和0.200（体积分数，以下气体含量均用体积分数表示），试完成下列各题：（1）1.00mol FeS 2完全氧化，需要空气的体积（标准状况）为_________L 。

（2）55L 空气和足量FeS 2完全反应后，气体体积（同温同压）变为_________L 。

（3）用空气氧化FeS 2产生的气体混合物中，O 2的含量为0.0800，计算SO 2的含量。

（4）设FeS 2氧化产生的气体混合物为100L ，其中O 2为aL ，SO 2为bL 。

①写出a 和b 的关系式②在右图中画出a 和b 的关系曲线（FeS 2氧化时，空气过量20%）说明：为方便作图，纵坐标用13b 表示【答案】（1）308；（2）52（3）设SO 2为X （体积分数），则有 4×（11×X/8＋0.0800）＝1－0.0800－X X ＝0.0923（4）①13b ＝200－10a ②如右图 提示：（1）1.00mol FeS 2完全氧化，需要O 211/4 摩尔，所以需要空气的体积（标准状况）为308L 。

（2）采用体积差列式求体积减少量。

：4FeS 2＋11O 2→8SO 2＋2Fe 2O 3 体积减少3摩尔。

（3）设SO 2的体积分数为x则有4(110.0800)8x⨯+＝1－0.0800－x x=0.0923（4）100L 气体混合物中又N 2为（100－a －b ）L 而生成b L SO 2 耗O 2 为118b L .则：（100－a －b ）：（118b ＋a ）=4:1即：13b ＝200－10a 6．（97上海）接触法制硫酸排放的尾气中，含少量的二氧化硫。

为防止污染大气，在排放前设法进行综合利用。

某硫酸厂每天排放的1万米3尾气中含0.2%（体积百分数）的SO 2。

问用氢氧化钠溶液、石灰及氧气处理后，假设硫元素不损失，理论上可得到多少千克石膏。

（CaSO 4·2H 2O ） （2）如果将一定体积的尾气通入100毫升2摩/升的氢氧化钠溶液使其完全反应，经测定所得溶液含16.7克溶质。

试分析该溶液的成份，并计算确定各成份的物质的量。

（3）工厂在尾气处理制石膏的过程中，中间产物是亚硫酸氢钠。

调节尾气排放的流量，以取得二氧化硫与氢氧化钠间物质的量的最佳比值，从而提高亚硫酸氢钠的产量。

现设n SO 2、n NaOH 、n NaHSO 3分别表示二氧化硫、氢氧化钠和亚硫酸氢钠的物质的量，且N a O Hso n n 2=X ，试写出X 在不同取值范围时，n NaHSO 3的值或n NaHSO 3与n SO 2、n NaOH 间的关系式。

2 4222.4 172104×0.2% X X=153.6Kg（2）若溶液中溶质全为Na2SO3；SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O得12.6g 。

若溶液中溶质全为NaHSO3；SO2＋NaOH=NaHSO3得20.8g。

今20.8>16.7>12.6，该溶液成份为Na2SO3和NaHSO3，NaHSO30.1摩，Na2SO30.05摩。

（3）提示：本题较好体现了《考试说明》的要求，侧重考查学生的综合应用能力，设计颇具特色。

本题的三大特点：计算于推理相结合；数学和化学的综合应用；化学知识于环保相联系。

（1）由硫原子守恒可得关系式SO2～CaSO4〃2H2O22.4 172104×0.2% XX=153.6Kg（2）运用极端假设法进行推断，溶液中可能发生的两个反应：SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O；SO2＋NaOH=NaHSO3若溶液中溶质全为Na2SO3得12.6g若溶液中溶质全为NaHSO3得20.8g今20.8>16.7>12.6，该溶液成份为Na2SO3和NaHSO3，NaHSO30.1摩Na2SO30.05摩（3）可借助数轴进行分析讨论。

7．（05全国）A、B两种固体，都由甲、乙两种元素组成。

在A、B中，甲、乙两种元素的原子个数比分别为l∶l 和l∶2。

高温煅烧A、B时，产物都是C（固体）和D（气体）。

由D可制得E（酸）。

E和另一种酸组成的混合酸跟甲苯反应可生成三硝基甲苯。

C与E 的稀溶液反应得到溶液F，往F溶液中加入氢氧化钠溶液，有红褐色沉淀生成，该沉淀经灼烧后转变成C。

往F溶液中加入甲元素的单质得到溶液G。

试根据以上信息填写下列空白：（1）A的化学式（分子式）是___________________________。

（2）B煅烧生成C和D的化学方程式是______________________________。

甲元素的单质与F溶液反应的离子方程式是______________________________。

（3）往G溶液中加入NaOH溶液发生的现象是_______________。

【答案】（1）FeS；（2）4FeS2＋11O2高温2Fe2O3＋8SO2；2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋（3）生成的沉淀由白色变成灰绿色最终变成红褐色。

提示：根据题目信息推断:A是FeS ，B是FeS 2，C是Fe2O3，D是SO2，E是硫酸，F是硫酸铁，G硫酸亚铁。

训练试题1．我国在接触法制硫酸过程中，普遍采用制SO2的方法是A．燃烧硫B．燃烧Fe2S3 C．燃烧FeS2 D．燃烧CuFeS2提示：煅烧黄铁矿时经过粉碎，燃烧更完全，从而可提高原料的利用率。

若用煅烧黄铁矿法因同时有Fe2O3，而处理除杂更复杂，燃硫法则较简单。

2．从沸腾炉中出来的炉气中含有能使催化剂中毒的物质是A．SO2B．N2C．砷化物D．水蒸气3．接触法制硫酸的尾气中含有的大气污染物是A．H2S B．CO2C．SO3D．SO2提示：接触法制硫酸的尾气主要是SO2。

4．在接触法制硫酸过程的各步反应中，等物质的量的反应物发生电子转移最多的是A．FeS2B．O2C．SO2D．SO3提示：1mol FeS2被氧化生成Fe2O3和SO2电子转移为11mol.5．有关接触法制硫酸的叙述正确的是A．吸收塔不得用水吸收三氧化硫B．进入接触室的SO2和空气混合物中的其它杂质必须除去C．硫酸厂的尾气要经碱液或氨水处理后才能排放D．用黄铁矿燃烧生成二氧化硫与用硫燃烧生产二氧化硫后者较复杂提示：接触法制H2SO4的三阶段中，第一阶段是制取和提纯SO2，若用煅烧黄铁矿法因同时有Fe2O3，而处理除杂更复杂，燃硫法则较简单。

煅烧黄铁矿时经过粉碎，燃烧更完全，从而可提高原料的利用率。

从燃烧炉出来的气体叫做炉气。

用黄铁矿生产的SO2中杂有O2、N2、水蒸汽以及一些杂质如砷、硒等的化合物和矿尘，必须提纯除去这些杂质，主要是为了防止催化氧化法生产SO3时的催化剂“中毒”，水蒸气对设备和生产也有不良影响。

第三分阶段是吸收SO3使成H2SO4，若用水吸收会产生大量难以处理的酸雾，所以用98.3%浓H2SO4吸收SO3，使成发烟硫酸，然后按比例与水混合得到浓H2SO4。

在接触室中2SO2＋O22SO3的反应有一些可逆性，虽然SO2的转化率很高，但难免还有SO2与SO3一起进入吸收塔，所以尾气中必然杂有不能被浓H2SO4吸收的SO2，若直接排放会造成严重污染，因此，用碱性物质如氨水、NaOH溶液处理，使SO2转化为亚硫酸盐而除去。

6．从沸腾炉里出来的炉气，在进行氧化之前须净化的原因是A．降低炉气的温度便于吸收B．防止矿尘堵塞管道C．防止催化剂中毒以及水蒸气对设备和生产的不良影响D．增加SO2的含量7．接触法制硫酸时，由沸腾炉导出的炉气必须经除尘、洗涤、干燥等净化过程，其理由是A．杂质与矿尘会使催化剂中毒B．水蒸气对设备和生产有不良影响C．可提高原料的利用率D．可制取浓硫酸提示：在提纯时用黄铁矿生产的SO2中杂有的砷、硒化合物也较燃硫法多。

必须提纯除去这些杂质，主要是为了防止第二阶段中用催化氧化法生产SO3时的催化剂“中毒”，第三分阶段是吸收SO3使成H2SO4，若用水吸收会产生大量难以处理的酸雾，所以用98.3%浓H2SO4吸收SO3，使成发烟硫酸，然后按比例与水混合得到浓H2SO4。

8．接触法制硫酸中没有涉及的设备是A．沸腾炉B．合成塔C．吸收塔D．接触室9．接触法制硫酸的沸腾炉出来的炉气必须经过净化处理，其正确过程是A．洗涤、干燥、除尘B．干燥、除尘、洗涤C．除尘、洗涤、干燥D．除去硒和砷的化合物10．飘尘是物质燃烧时产生的粒状漂浮物，颗粒很小，不易沉降，它与空气中SO2、O2接触时，SO2会部分转化为SO3，使空气的酸度增加，飘尘所起的作用可能是①氧化剂②还原剂③催化剂④吸附剂A．①②B．①C．①③D．③④11．有关接触法制硫酸的叙述中，不正确的是A．用硫代替黄铁矿，可减少环境污染B．炉气是SO2，进接触室之前需要净化，以免催化剂中毒C．热交换的目的，一方面使即将参加反应的气体达到一定温度，另一方面降低SO3的温度D．尾气要处理后才能排放到空气中12．有关工业制硫酸的下列说法不正确的是A．我国上主要用黄铁矿作原料制硫酸B．黄铁矿燃烧时，炉底要通入强大的空气流，目的使黄铁矿燃烧充分C．从燃烧炉出来的气体中含有杂质和矿尘能使催化剂中毒，必须净化处理D．2SO2＋O22SO3正反应是一个放热反应，所以反应温度越低越好13．关于硫酸的工业制法，下列说法正确的是A．黄铁矿燃烧前要粉碎，因为大块的黄铁矿不能燃烧完全B．从沸腾炉出来的炉气需要净化，因为炉气中的SO2会与杂质反应C．SO2氧化为SO3时须使用催化剂，这样可以提高SO2的转化率D．用98.3%的浓硫酸吸收SO3，目的是防止形成酸雾，使SO3吸收完全14．在接触法制硫酸的过程中，通常将硫铁矿粉碎后进行煅烧，粉碎硫铁矿的目的是A．粉碎后的硫铁矿易于向炉中投料B．粉碎成小颗粒易于燃烧C．提高硫铁矿的利用率D．粉碎后杂质易分离提示：煅烧黄铁矿时经过粉碎，燃烧更完全，从而可提高原料的利用率。