硫酸的工業(yè)制備是一個重要的化工生產(chǎn)過程，但在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量污染，需要在生產(chǎn)工藝中考慮到綠色工藝。

I尾氣的吸收和綜合利用。

以工業(yè)制硫酸的尾氣、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氯銨和KCI為原料可以合成硫化鈣、硫酸鉀、亞硫酸銨等物質(zhì)。合成路線如下：

（1）反應(yīng)III中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為???????????? 。

（2）反應(yīng)Ⅳ的化學(xué)方程式為?????????????????????? 。

（3）反應(yīng)V在25℃、40%的乙二醇溶液中進(jìn)行，該反應(yīng)能順利進(jìn)行的原因?yàn)?/span>??????????? 。

Ⅱ催化劑的回收利用。

SO2的催化氧化所使用的催化劑為V2O5，實(shí)際生產(chǎn)中，催化劑在使用一段時間后，會含有V2O5、VOSO4和SiO2等，其中VOSO4。能溶于水�；厥�V2O5，的主要流程如下：

（4）若反萃取使用的硫酸用量過大，進(jìn)一步處理時會增加____??????? 的用量。

（5）浸取還原過程的產(chǎn)物之一是VOSO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為?????????????????? 。

氧化過程的化學(xué)方程式為KClO3+6VOSO4+3H2SO4= 2(VO)2(SO4)3+KCl+3H2O；若兩步所用試劑Na2SO3與KC1O3的物質(zhì)的量之比為12：7，則該催化劑中V2O5、VOSO4的物質(zhì)的量之比為??????????????? 。

 

【答案】

（1）1︰4

（2）NH4HCO3+NH3+CaSO4=CaCO3↓+(NH4)2SO4

（3）K2SO4在40%的乙二醇溶液中溶解度更小

（4）NH3?H2O

（5）Na2SO3+V2O5+2H2SO4= 2VOSO4 +Na2SO4+2H2O ，? 2︰3。

【解析】

試題分析：（1）反應(yīng)III的化學(xué)方程式為：CaSO4+4CCaS+4CO↑．在該反應(yīng)中CaSO4作氧化劑，C作還原劑，它們的物質(zhì)的量的比為1︰4 。（2）由框圖中的信息可知反應(yīng)Ⅳ的化學(xué)方程式為NH4HCO3+NH3+CaSO4=CaCO3↓+(NH4)2SO4。（3）反應(yīng)V在25℃、40%的乙二醇溶液中進(jìn)行，該反應(yīng)能順利進(jìn)行的原因?yàn)?/span>K2SO4在40%的乙二醇溶液中溶解度更小。（4）若反萃取使用的硫酸用量過大，為中和硫酸消耗的氨水就會增多。所以進(jìn)一步處理時會增加NH3?H2O的用量。（5）浸取還原過程的產(chǎn)物之一是VOSO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO3+V2O5+2H2SO4= 2VOSO4 +Na2SO4+2H2O。氧化過程的化學(xué)方程式為KClO3+6VOSO4+3H2SO4= 2(VO)2(SO4)3+KCl+3H2O；若兩步所用試劑Na2SO3與KC1O3的物質(zhì)的量之比為12：7，則該催化劑中V2O5、VOSO4的物質(zhì)的量之比為12:(7×6-12×2)=2:3．

考點(diǎn)：考查化學(xué)工藝中涉及的氧化還原反應(yīng)的概念 、性質(zhì)、方程式的書寫、混合物的分離、試劑的使用及物質(zhì)的量的比有關(guān)計(jì)算的知識。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（2012?汕頭二模）甲醇來源豐富、價(jià)格低廉、運(yùn)輸貯存方便，是一種重要的化工原料，有著重要的用途和應(yīng)用前景．
（1）工業(yè)生產(chǎn)甲醇的常用方法是：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-90.8kJ/mol．
已知：2H2（g）+O2（g）=2H2O （l）△H=-571.6kJ/mol
      H2（g）+
1
2
O2（g）=H2O（g）△H=-241.8kJ/mol
①H2的燃燒熱為
285.8
285.8
kJ/mol．
②CH3OH（g）+O2（g）?CO（g）+2H2O（g）的反應(yīng)熱△H=
-392.8KJ/mol
-392.8KJ/mol
．
③若在恒溫恒容的容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），則可用來判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志有
AD
AD
．（填字母）
A．CO百分含量保持不變
B．容器中H2濃度與CO濃度相等
C．容器中混合氣體的密度保持不變
D．CO的生成速率與CH3OH的生成速率相等
（2）工業(yè)上利用甲醇制備氫氣的常用方法有兩種：
①甲醇蒸汽重整法．該法中的一個主要反應(yīng)為CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g），此反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是
該反應(yīng)是一個熵增的反應(yīng)
該反應(yīng)是一個熵增的反應(yīng)
．
②甲醇部分氧化法．在一定溫度下以Ag/CeO2-ZnO為催化劑時原料氣比例對反應(yīng)的選擇性（選擇性越大，表示生成的該物質(zhì)越多）影響關(guān)系如圖所示．則當(dāng)n（O2）/n（CH3OH）=0.25時，CH3OH與O2發(fā)生的主要反應(yīng)方程式為
2CH3OH+O2
催化劑
加熱
2HCHO+2H2O
2CH3OH+O2
催化劑
加熱
2HCHO+2H2O
；在制備H2時最好控制n（O2）/n（CH3OH）=
0.5
0.5
．
（3）在稀硫酸介質(zhì)中，甲醇燃料電池負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)式為
CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+
CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，通常用無水硫酸銅檢驗(yàn)少量水的存在．由于無水硫酸銅吸濕性很強(qiáng)，需要現(xiàn)制現(xiàn)用．
方法甲：取2藥匙細(xì)小的硫酸銅晶體置于
研缽
研缽
中研碎后放入坩堝，將坩堝放在
泥三角
泥三角
上用小火慢慢加熱并用玻璃棒不停攪拌，最后將坩堝移入
干燥器
干燥器
中進(jìn)行冷卻（請選用合適儀器或設(shè)備填空：表面皿、研缽、燒杯、通風(fēng)櫥、試管夾、干燥器、泥三角）．
方法乙：取2藥匙研碎的硫酸銅晶體于小燒杯中，加入20ml濃硫酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于98%），并用玻璃棒攪拌，靜置5min后傾去濃硫酸，用無水乙醇洗滌數(shù)次，倒在濾紙上晾干．
交流與討論：
（1）方法甲中，加熱溫度稍高時會出現(xiàn)變黑現(xiàn)象，原因是
CuSO4?5H2O
  △  
.
 
CuO+SO3+5H2O或CuSO4?5H2O
  △  
.
 
CuO+H2SO4+4H2O
CuSO4?5H2O
  △  
.
 
CuO+SO3+5H2O或CuSO4?5H2O
  △  
.
 
CuO+H2SO4+4H2O
（用化學(xué)方程式表示）；
（2）方法乙中，濃硫酸的作用是
吸水劑
吸水劑
，為了不浪費(fèi)藥品，對無水乙醇洗滌液進(jìn)行再生的方法是
加CaO后蒸餾
加CaO后蒸餾
，所用的主要玻璃儀器有蒸餾燒瓶、溫度計(jì)、承接管（牛角管）、錐形瓶
酒精燈、冷凝管
酒精燈、冷凝管
等；
（3）用制得的無水硫酸銅檢驗(yàn)?zāi)畴p氧水中是否含水時，除了發(fā)現(xiàn)固體變藍(lán)外，還發(fā)現(xiàn)該雙氧水中有氣泡產(chǎn)生，對此你有何猜想
銅離子（或硫酸銅）對雙氧水分解有催化作用
銅離子（或硫酸銅）對雙氧水分解有催化作用
；
（4）目前工業(yè)上正積極探索用濃HNO3作氧化劑，用Cu與濃H2SO4、濃HNO3反應(yīng)，采取間歇加熱、逐漸加入濃HNO3的方法來制備CuSO4?5H2O 的新工藝．模擬制備裝置如圖所示．
問題一如圖裝置中，分液漏斗內(nèi)裝的液體是
濃硝酸
濃硝酸
；反應(yīng)結(jié)束時，獲取CuSO4?5H2O的操作過程是先
先撤去導(dǎo)管
先撤去導(dǎo)管
，后
停止加熱
停止加熱
；趁熱將三頸瓶中的液體倒入燒杯中冷卻，析出晶體CuSO4?5H2O，過濾、晾干；
問題二工業(yè)上用石灰乳吸收尾氣，除了防止環(huán)境污染外，還能得到了有經(jīng)濟(jì)實(shí)用價(jià)值的副產(chǎn)品----亞硝酸鈣．尾氣吸收生成亞硝酸鈣的化學(xué)方程式是：
NO2+NO+Ca（OH）2=Ca（NO2）2+H2O 或4NO2+2Ca（OH）2=Ca（NO3）2+Ca（NO2）2+2H2O
NO2+NO+Ca（OH）2=Ca（NO2）2+H2O 或4NO2+2Ca（OH）2=Ca（NO3）2+Ca（NO2）2+2H2O
；
問題三將石灰乳稀釋，可得到澄清石灰水． 澄清石灰水與CO2相遇能夠產(chǎn)生白色沉淀．某同學(xué)想用如圖所示裝置以大理石和稀鹽酸反應(yīng)制取CO2．教師指出制取等量的氣體，該裝置需要太多的鹽酸，造成浪費(fèi)．該同學(xué)對該裝置某部位加了一個小試管，解決了這個問題．請你把改進(jìn)畫在圖中合適的位置．
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

硫酸的工業(yè)制備是一個重要的化工生產(chǎn)過程，但同時在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量SO2等污染物．
（1）將SO2通入Fe（NO3）3溶液中，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色，但立即又變?yōu)樽攸S色，此時若滴入BaCl2溶液，則會產(chǎn)生白色沉淀．溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色用離子方程式表示為
 
，后又由淺綠色變?yōu)樽攸S色的離子方程式為
 
．
（2）以硫酸工業(yè)的尾氣、氨水、石灰石、焦炭及碳酸氫銨和KCI為原料可以合成有重要用途的硫化鈣、硫酸鉀、亞硫酸氫銨等物質(zhì)．合成路線如圖：
精英家教網(wǎng)
寫出反應(yīng)反應(yīng)Ⅳ的化學(xué)方程式
 
；
反應(yīng)III中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為
 
；
反應(yīng)V在25'C、40%乙二醇溶液中進(jìn)行，該復(fù)分解反應(yīng)能順利進(jìn)行的原因是
 
．
（3）新型納米材料氧缺位鐵酸鋅（ZnFe2Ox），常溫下能使SO2分解，減小工業(yè)廢氣對環(huán)境的影響，它由鐵酸鋅（ZnFe2O4）經(jīng)高溫還原制得，轉(zhuǎn)化流程如圖所示：
精英家教網(wǎng)
若2molZnFe2Ox與SO2反應(yīng)可生成 0.75molS，x=
 
，寫出鐵酸鋅高溫下被還原生成氧缺位鐵酸鋅的化學(xué)方程式
 

（4）石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝技術(shù)的原理是煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及空氣反應(yīng)生成石膏（CaSO4.2H2O），寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式
 
．某電廠用煤300t（煤中含硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%），若燃燒時煤中的硫全部轉(zhuǎn)化為二氧化硫，用該方法脫硫時有96%的硫轉(zhuǎn)化為石膏，則可生產(chǎn)石膏
 
t．

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科目：高中化學(xué) 來源：2012-2013學(xué)年四川省攀枝花市高三第二次統(tǒng)考化學(xué)試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

硫酸的工業(yè)制備是一個重要的化工生產(chǎn)過程，但同時在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量SO2等污染物。

（1）將SO2通入Fe(NO3)3溶液中，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色，但立即又變?yōu)樽攸S色，此時若滴入BaCl2溶液，則會產(chǎn)生白色沉淀。溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色用離子方程式表示為_____，后又由淺綠色變?yōu)樽攸S色的離子方程式為_____。

（2）以硫酸工業(yè)的尾氣、氨水、石灰石、焦炭及碳酸氫銨和KCI為原料可以合成有重要用途的硫化鈣、硫酸鉀、亞硫酸氫銨等物質(zhì)。合成路線如下：

寫出反應(yīng)反應(yīng)Ⅳ的化學(xué)方程式                     ；

反應(yīng)III中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為__          __；

反應(yīng)V在25'C、40%乙二醇溶液中進(jìn)行，該復(fù)分解反應(yīng)能順利進(jìn)行的原因是          。

（3）新型納米材料氧缺位鐵酸鋅（ZnFe2Ox），常溫下能使SO2分解，減小工業(yè)廢氣對環(huán)境的影響，它由鐵酸鋅（ZnFe2O4）經(jīng)高溫還原制得，轉(zhuǎn)化流程如下圖所示：

若2molZnFe2Ox與SO2反應(yīng)可生成 0.75molS，x＝       ,寫出鐵酸鋅高溫下被還原生成氧缺位鐵酸鋅的化學(xué)方程式                   

（4）石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝技術(shù)的原理是煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及空氣反應(yīng)生成石膏（CaSO4.2H2O），寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式          。某電廠用煤300t（煤中含硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%），若燃燒時煤中的硫全部轉(zhuǎn)化為二氧化硫，用該方法脫硫時有96%的硫轉(zhuǎn)化為石膏，則可生產(chǎn)石膏          t。

 

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