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1、计算题 接触法制硫酸是先把SO2催化氧化成SO3,然后用浓硫酸吸收得到的SO3制取产品。某工厂生产硫酸时,进入接触室的原料气成分为SO27%、O2 11%、N2 82%(体积分数)。
(1)计算标准状况下10 m3原料气中的SO2物质的量______________mol。
(2)计算标准状况下1 0m3原料气的质量?千克。
(3)若SO2的转化率为99.2%,计算接触室导出的气体中SO3的体积分数?。
(4)若接触室导出的气体中含6.72%(体积分数)的SO3。把出口气体送进吸收塔,用
98.3%的硫酸吸收,可得到“发烟H2SO4”(H2SO4和SO3的混合物,其中含质量分数为20%的SO3)。计算吸收1000 m3出口气体(已折算为标准状况)所需要的98.3%的硫酸的质量?千克。
参考答案:(1)31.25(2分)
(2)13.82Kg(4分)
(3)7.19%(4分)
(4)665Kg(6分)
本题解析:(1)原料气中SO2的体积分数为7%,故10m3原料气中的SO2的体积为10m3×7%=0.7m3=700L,故标准状况下二氧化硫的物质的量为
故答案为:31.25;
(2)原料气中O2的体积分数为11%,故10m3原料气中的O2的体积为10m3×11%=1.1m3=1100L,故标准状况下氧气的物质的量为
原料气中N2的体积分数为82%,故10m3原料气中的N2的体积为10m3×82%=8.2m3=8200L,故标准状况下氮气的物质的量为
故标准状况下10m3原料气的质量为:31.25mol×64g/mol+49.11mol×32g/mol+366.07mol×28g/mol=13821.48≈13.82kg,答:标准状况下10m3原料气的质量为13.82kg;
(3)SO2的转化率为99.2%,则参加反应的二氧化硫的体积为10m3×7%×99.2%=0.6944m3,则:
2SO2+O2=2SO3?体积减少△V
2? 2? 1
0.6944m3?0.6944m3? 0.3472m3
故反应后气体的体积为10m3-0.3472m3=9.6528m3,
故接触室导出的气体中SO3的体积为0.6944m3,体积分数为
答:接触室导出的气体中SO3的体积分数为7.19%;
(4)假设需要浓硫酸的质量为mg,则浓硫酸中硫酸的质量为mg×98g%=0.98mg,物质的量为
浓硫酸中水的质量为mg-0.98mg=0.02mg,物质的量为
故吸收三氧化硫后生成的硫酸的物质的量为
发烟硫酸中硫酸的物质的量为0.01m mol+
1000m3出口气体中三氧化硫的体积为1000m3×6.72%=67.2m3=67200L,SO3的物质的量为
被水吸收后剩余的三氧化硫的物质的量为3000mol-
故
,解得m=664615g=664.6kg,
答:吸收1000m3出口气体所需要的98%的硫酸的质量为664.6kg.
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,小试管中盛有几毫升水,与大试管连通的U形细玻管内放有少量的水(已染成红色)。如沿小试管壁小心地慢慢注入3 mL浓硫酸,静置片刻后,U形细玻管中可观察到的液面现象是(?)

图4-14
A.左高右低
B.左低右高
C.左右一样高
D.来回振动
参考答案:B
本题解析:浓硫酸与少量的水接触后立即放出大量的热,使整个密闭系统的温度升高,压强增大,U形管中液柱被压向右侧,液面左低右高。
本题难度:简单
3、实验题 (12分)某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应,用如图所示的装置进行有关实验。请回答:

(1)装置A中发生的化学反应方程式为?。
(2)装置D中试管口放置的棉花中应浸一种液体,这种液体是?,其作用是?。
(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象后,关闭旋塞K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B中现象是?。B中应放置的液体是?(填字母)。
a. 水? b. 酸性KMnO4溶液? c. 浓溴水? d. 饱和NaHSO3溶液
(4)实验中,取一定质量的铜片和一定体积18mol·L-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直
到反应完毕,发现烧瓶中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。
①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是?。
②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是?(填字母)。
a. 铁粉? b. BaCl2溶液? c. 银粉? d. Na2CO3溶液
参考答案:(12分)
(1) ?Cu+2H2SO4==CuSO4+SO2↑+2H2O?。
(2) ?NaOH溶液?,?吸收S
O2尾气?。
(3) ?广口
瓶B中液体被压入漏斗中?
?。?d.?。
(4)?①?反应变成稀硫酸后不与铜反应?。?②? a.? d?
本题解析:略
本题难度:一般
4、实验题 某课外小组利用下图所示装置分别做如下实验:

(1)在试管中注入某红色溶液,加热试管,溶液颜色逐渐变浅,冷却后恢复红色,则原溶液可能是________溶液;加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是___________________。
(2)在试管中注入某无色溶液,加热试管,溶液变为红色,冷却后恢复无色,则此溶液可能是________溶液,加热时溶液由无色变为红色的原因是_______________________。
参考答案:(1)稀氨水和酚酞;稀氨水中的NH3气逸出,所以溶液的颜色变浅。
(2)溶有SO2的品红;SO2气体逸出,品红溶液恢复红色
本题解析:由实验装置和试验过程可以看出:受热时,有气体从溶液中逸出,导致溶液的颜色发生变化;冷却后,逸出的气体重新溶解,得到原来的溶液,所以又恢复原溶液的颜色.水中溶解什么样的气体可有这样的性质呢?可从中学所学有关红色溶液的实验及气体的酸碱性不同等方面予以讨论。
(1)若水中溶有碱性气体,中学阶段常见 的是NH3,且滴有酚酞试液,则溶液呈红色。加热时随NH3的不断逸出,溶液碱性变弱,红色逐渐变浅。停止加热后恢复到原来的温度,NH3重新溶解在水中,溶液又恢复原来的红色。
(2)若水中溶有酸性气体,如HCl、SO2等,滴入酚酞试剂,溶液无色,加热即使能使酸性气体全部逸出,溶液也只能呈中性,还是不能变红色,况且酸性气体全部逸出是不可能的。若酸性气体的水溶液中滴有石蕊试液,则溶液显红色,与(2)题题意不符。
酸性气体中,还有一个较特殊的SO2.若水中溶有品红和SO2,则所得溶液无色;加热时,水中溶解的SO2及品红吸收的SO2逸出,溶液变为红色.停止加热后恢复到原来的温度,SO2重新溶入水中,漂白品红而使溶液褪色。
本题难度:简单
5、填空题 某同学探究SO2有关性质。
(1)将SO2通入BaCl2溶液中,将所得溶液分成2份,在第一份中加入NaOH溶液,在第二份中滴入FeCl3溶液,两份都有白色沉淀。BaCl2溶液中通入SO2气体的现象为?。在第二份溶液中滴入FeCl3溶液时,SO2表现?性,反应的离子方程式为?,生成沉淀的化学式为?。
(2)下列不能用来吸收SO2气体的是?。
A.KMnO4(aq)
B.过量氨水
C.石灰水
D.盐酸