6.3 化工生产 同步练习 2022-2023学年高一下学期化学沪科版（2020）必修第二册
一、单选题
1．已知工业上真空炼铷(Rb)的化学方程式为2RbCl+MgMgCl2+2Rb(g)，对这一反应能进行的最合理的解释是
A．上述反应为可逆反应
B．镁的金属活动性比铷的强
C．氯化镁的热稳定性比氯化铷的强
D．铷的沸点比镁的低，当把铷抽走时反应向生成铷的方向进行
2．在接触法产生H2SO4的过程中,对“废气、废水、废渣、废热”的处理正确的是( )
①废气用氨水处理 ②污水用石灰乳处理 ③废渣用来造水泥或炼铁 ④设置“废热”锅炉产生蒸气来供热或发电
A．只有①② B．只有①③④ C．只有①②③ D．全部
3．化学与科技、社会、生产密切结合，下列认识合理合法的是
A．淀粉餐具被认为是最有发展前景的一次性餐具，有利于保护环境
B．养鸭厂在饲料中添加苏丹红制“红心鸭蛋”，可使鸭蛋色泽鲜艳、美观
C．化妆品中添加含铬物质制美白肌肤“SK-II”，可使女性青春永驻
D．用双氧水处理变质肉类，重新加工成食品，减少浪费
4．工业制硫酸的一步重要反应是SO2在400~600℃下的催化氧化：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行，下述有关说法正确的是
A．使用催化剂可加快反应速率，提高SO3产率
B．其它条件保持不变，温度越高，速率越快，生产效益越好
C．实际生产中选定400～600℃作为操作温度，其原因是在此温度下催化剂的活性最高，SO2能100%转化为SO3
D．增大压强可以提高SO3产率，但高压对动力和设备要求太高，会增加生产成本
5．为了我们能生活在舒适的环境中，下列举措不可取的是
A．循环处理使用生活废水 B．种植花草树木
C．安装使用太阳能热水器 D．直接焚烧生活垃圾
6．我国科学家制得了二氧化硅超分子纳米管，其微观结构如图所示。下列叙述错误的是
A．二氧化硅属于酸性氧化物 B．二氧化硅超分子纳米管不与任何酸反应
C．光导纤维的主要成分是二氧化硅 D．二氧化硅与碱的反应是非氧化还原反应
7．下列关于重要非金属元素的用途的叙述不正确的是
A．晶体硅是一种半导体材料，常用于制造光导纤维
B．自然界中存在游离态的硫和化合态的硫(如黄铁矿FeS2)，二者均可作为工业上制备硫酸的原料
C．工业合成氨不仅为农作物的生长提供了必需的氮元素，而且为其他化工产品(如炸药、农药等)的生产提供了原料
D．高压输电线路使用的陶瓷绝缘材料、用作砂轮磨料的碳化硅都属于无机非金属材料
8．工业上以硫铁矿为原料制硫酸的生产过程中，下列措施能提高硫酸产率的是
A．直接把矿石送入沸腾炉
B．沸腾炉中通入过量空气
C．对炉气进行除尘、洗涤、干燥处理
D．转化器内用催化剂
9．工业制硫酸用硫黄作为原料产生的污染较用硫铁矿小，主要方面是
A．废气 B．废渣 C．废水 D．酸雨
10．ⅠA族、ⅡA族元素及其化合物应用广泛。铍及其化合物的性质与铝十分相似。工业上制备下列物质的生产流程合理的是
A．饱和食盐水制备纯碱：NaCl溶液
B．从海水中提取镁：海水
C．工业上制备漂白粉：浓盐酸漂白粉
D．黄铁矿制备硫酸：发烟硫酸
11．工业上生产硫酸时，如果将反应器内的混合气体突然冷却到室温有白色晶体析出，此晶体是
A．二氧化硫 B．三氧化硫 C．硫酸 D．硫磺
12．硫酸工业中，转化器发生催化氧化(2SO2＋O2SO3)的装置如图，下列说法正确的是
A．a处进入的气体中SO2过量 B．沸腾炉中产生的气体直接从a处进入
C．a、b、c三处气体成分相同 D．d处出来的气体只含SO3
13．密闭容器中发生的某化学反应，各物质的分子数目随时间变化情况如图1所示，物质Y和Z的质量随时间变化情况如图2所示。下列说法正确的是
A．该反应前后分子总数保持不变
B．参加反应的X与Y的质量比为2:7
C．该反应的化学方程式可表示为2X+Y=Z
D．若Z的相对分子质量为17，则Y的相对分子质量为28
14．工业制硫酸，不可能作为原料的是
A．硫黄 B．硫铁矿 C．冶炼烟气 D．大理石
二、填空题
15．硫酸最古老的生产方法是：把绿矾(FeSO4﹒7H2O)装入反应器中加强热，会流出油状液体，并放出有刺激性气味的气体(SO2)，反应器中的固体变为红色(Fe2O3)。写出这个变化的化学方程式___________、SO3+H2O=H2SO4。
16．回答下列有关工业制硫酸的问题：
(1)硫铁矿在煅烧时为什么要粉碎____________？
(2)从沸腾炉中出来的气体为什么要进行净化处理____________？
(3)进入反应器的原料气中为什么空气一般是过量的____________？
(4)在反应器中，理论上要高压，实际工业生产上为什么常压____________？
(5)从吸收塔中放出的尾气中为什么仍然含有二氧化硫____________？
(6)为什么用98.3%的浓硫酸吸收而不用水或稀硫酸吸收SO3____________？
(7)吸收SO3时，浓硫酸为什么要从上向下喷下来____________？
三、实验题
17．用下图装置可以进行测定SO2转化成SO3的转化率的实验。已知SO3的熔点是16.8℃，沸点是44.8℃。已知发生装置中所涉及反应的化学方程式为：Na2SO3(s) + H2SO4(85%)→ Na2SO4 + H2O + SO2↑
(1)根据实验需要，应该在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处连接合适的装置。请从下图A～E装置中选择最适合装置并将其序号填入下面的空格中。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处连接的装置分别是___________、___________、___________。
(2)从乙处均匀通入O2，为使SO2有较高的转化率，实验中在：① 加热催化剂；② 滴加浓硫酸的顺序中，应采取的操作是先___________后___________(填编号)。在制取SO3的过程中，若温度过高，SO2的转化率会___________(填“升高”、“不变”或“降低”)。
(3)有一小组在实验中发现，SO2气体产生缓慢，以致后续实验现象不明显，但又不存在气密性问题，请你根据以下推测的原因说明相应的验证方法。
① Na2SO3已变质。验证方法___________。
② 甲中用稀H2SO4代替浓H2SO4。验证方法___________。
(4)用a mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验，当反应结束时，继续通入O2一段时间后，测得装置Ⅲ增重了b g，则实验中SO2的转化率为___________％(用含a、b的代数式填写)。
参考答案：
1．D
【详解】反应2RbCl+MgMgCl2+2Rb(g)属于可逆反应，由于铷的沸点比镁低，当把铷蒸气抽走时，平衡向正反应方向移动，则此反应可发生，与金属的金属性、氯化物的稳定性等无关。
故选D。
2．D
【详解】①SO2等废气可以用氨水吸收制得化肥硫酸铵等，①正确；
②污水显酸性，可以用石灰乳处理，②正确；
③炉渣和矿灰可作为炼铁的原料，③正确；
④硫酸工业的反应都是放热反应，不但可以自行提供能量，还可以向外界提供能量，以降低成本，④正确；
综上所述，正确的是①②③④，故选D。
3．A
【详解】A．淀粉餐具可被降解，不会对环境造成污染，A正确；
B．苏丹红为有害物质，不能添加在食物中，B错误；
C．Cr为重金属元素，会对人体造成伤害，C错误；
D．变质肉类不可被使用，D错误；
故选A。
4．D
【详解】A．使用催化剂可加快反应速率，但催化剂不能影响平衡的移动，不能提高SO3的产率，A错误；
B．温度超过400~600℃时，催化剂的活性降低；且该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，SO3产率的产率降低，故温度超过400~600℃时，升高温度，生产效益降低，B错误；
C．实际生产中选定400～600℃作为操作温度，其原因是在此温度下催化剂的活性最高；但该反应是可逆反应，SO2的转化率小于100%，C错误；
D．该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，SO3产率升高，但高压对动力和设备要求太高，会增加生产成本，D正确；
故选D。
5．D
【详解】A．循环处理使用生活废水可以减少污染节约资源，可取，A错误；
B．种植花草树木有利于美化环境，可取，B错误；
C．安装使用太阳能热水器可以节约能源消耗，可取，C错误；
D．焚烧垃圾会产生污染环境的气体、固体颗粒物等，不可取，D正确；
故选D。
6．B
【详解】A．二氧化硅可与NaOH溶液发生反应，属于酸性氧化物，A正确，不符合题意；
B．二氧化硅可与HF发生反应，所以二氧化硅超分子纳米管可与HF这种酸发生反应，B错误，符合题意；
C．依据课本知识可知，二氧化硅可用于生产光导纤维，所以光导纤维的主要成分是二氧化硅，C正确，不符合题意；
D．二氧化硅与碱的反应，如等，反应过程中所有元素的化合价均未发生变化，所以是非氧化还原反应，D正确，不符合题意；
故合理选项为B。
7．A
【详解】A．晶体硅的导电性介于导体与绝缘体之间，因此是一种半导体材料，而常用于制造光导纤维的主要成分是二氧化硅，A错误；
B．自然界中存在游离态的硫和化合态的硫(如黄铁矿FeS2)，它们可以通过与O2反应产生SO2，然后SO2与O2在一定条件下反应产生SO3，SO3被吸收得到硫酸，因此二者均可作为工业上制备硫酸的原料，B正确；
C．NH3与酸发生反应产生的铵盐可以作化肥，为农作物的生长提供了必需的氮元素，而且也可以作为其他化工产品(如炸药、农药等)提供生产原料，C正确；
D．陶瓷绝缘材料、碳化硅都是无机非金属材料，D正确；
故合理选项是A。
8．B
【详解】A．直接把矿石送入沸腾炉，反应不充分，不能提高硫酸产率，A错误；
B．沸腾炉中通入过量空气，增大氧气浓度，反应向正反应方向进行，能提高硫酸产率，B正确；
C．对炉气进行除尘、洗涤、干燥处理，可防止催化剂中毒，但不能提高硫酸产率，C错误；
D．转化器内用催化剂不能改变平衡状态，只能改变反应速率，因此不能提高硫酸产率，D错误；
答案选B。
9．B
【详解】用硫铁矿制硫酸，硫铁矿在沸腾炉中焙烧成二氧化硫气体时，会产生大量的固体残渣氧化铁，而用硫黄作为原料，废渣较少，但废气的量没有减少，也会产生废水，故答案选B。
10．D
【详解】A．NH3极易溶于水，CO2微溶于水，饱和食盐水制备纯碱的流程中，先向饱和实验水中通入氨气，使溶液呈碱性，再通入CO2，可以增大CO2的吸收量，故流程为：NaCl溶液，A正确；
B．MgO的熔点比MgCl2高，故工业冶炼镁是电解熔融的MgCl2，故从海水中提取镁的流程为：海水，B错误；
C．工业制取氯气：2NaCl+2H2O=Cl2↑+H2↑+2NaOH ，工业上制备漂白粉：漂白粉， C错误；
D．黄铁矿制备硫酸：发烟硫酸，D正确；
答案选D。
11．B
【详解】反应器内的混合气体有氧气、二氧化硫和三氧化硫，由于三氧化硫的熔点只有16.8℃，所以突然冷却到室温有白色晶体三氧化硫析出。
答案选B。
12．C
【详解】A．为提高SO2的转化率，a处进入的气体应是氧气过量，故A项错误；
B．沸腾炉中出来的炉气，除了含有SO2、O2外还有水蒸气及其他杂质，水蒸气和杂质对设备和下一步进行的反应有害，因此必须进行净化和干燥处理，故B项错误；
C．a、b、c三处气体成分相同为二氧化硫和氧气，故C项正确；
D．d处出来的气体不只含SO3，是平衡状态时的混合气体，故D项错误；
答案选C。
13．D
【分析】由图1可知反应方程式为：3X+Y=2Z，由图2可知最终完全反应生成m(Z)=17g，初始m(X)=3g；
【详解】A．由分析知反应前后分子个数减小 ，A错误；
B．由图2和分析知参加反应的X与Y的质量分别是3g、14g，比为3:14，B错误；
C．由分析知反应方程式为：3X+Y=2Z，C错误；
D．根据，，由方程式可知，，所以若Z的相对分子质量为17，则Y的相对分子质量为28，D正确；
故选D。
14．D
【详解】工业生产硫酸的原料有硫黄、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等，其中硫黄、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料，因此该题中不可能作为原料的是大理石，故答案选D。
15．2[FeSO4·7H2O]Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O或2[FeSO4·7H2O]Fe2O3+SO2↑+H2SO4+13H2O
【详解】由于FeSO4·7H2O分解后的生成物中有SO2和Fe2O3，这说明发生的是氧化还原反应，硫元素化合价从+6价降低到+4价，铁元素化合价从+2价升高到+3价，根据电子的守恒，得出二者之比为1﹕1，再根据原子守恒可知还有水和三氧化硫生成（或硫酸），配平后的方程式为2[FeSO4·7H2O]Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O或2[FeSO4·7H2O]Fe2O3+SO2↑+H2SO4+13H2O。
16．(1)增大硫铁矿跟空气的接触面积，燃烧迅速且充分
(2)防止催化剂中毒，并且减少对设备的腐蚀
(3)增大反应物浓度，使平衡向正反应方向移动，提高二氧化硫转化率
(4)二氧化硫转化为三氧化硫的反应，在常压下转化率已经很高了，没有必要再使用高压
(5)二氧化硫的催化氧化是可逆反应，在吸收塔中，三氧化硫被吸收，尾气中剩余二氧化硫
(6)用水或稀硫酸吸收三氧化硫，容易形成酸雾，影响吸收效率，而浓硫酸具有不挥发性，吸收三氧化硫不会形成酸雾
(7)在吸收塔中，三氧化硫从塔的下部通入，浓硫酸从塔顶喷下，两者逆流接触，吸收充分
【解析】(1)
硫铁矿在煅烧时粉碎可增大硫铁矿跟空气的接触面积，燃烧迅速且充分；
(2)
为防止催化剂中毒，并且减少对设备的腐蚀，需要对从沸腾炉中出来的气体进行净化处理；
(3)
为增大反应物浓度，使平衡向正反应方向移动，提高二氧化硫转化率，因此进入反应器的原料气中一般是过量的；
(4)
由于二氧化硫转化为三氧化硫的反应，在常压下转化率已经很高了，没有必要再使用高压，因此在反应器中实际工业生产上采用常压；
(5)
由于二氧化硫的催化氧化是可逆反应，在吸收塔中，三氧化硫被吸收，尾气中剩余二氧化硫，因此从吸收塔中放出的尾气中仍然含有二氧化硫；
(6)
由于用水或稀硫酸吸收三氧化硫，容易形成酸雾，影响吸收效率，而浓硫酸具有不挥发性，吸收三氧化硫不会形成酸雾，因此用98.3%的浓硫酸吸收而不用水或稀硫酸吸收SO3；
(7)
由于在吸收塔中，三氧化硫从塔的下部通入，浓硫酸从塔顶喷下，两者逆流接触，吸收充分，所以吸收SO3时，浓硫酸要从上向下喷下来。
17．(1) B A E
(2) ① ② 降低
(3) 验证方法：取待测试样于试管中，加适量蒸馏水配成溶液，先滴入足量稀盐酸，再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成，则证明该Na2SO3固体变质 验证方法：用洁净玻璃棒蘸取待测试样，涂白纸不变黑，则证明该溶液不是浓硫酸
(4)％(或者％)
【分析】根据装置可知可以用浓硫酸来干燥二氧化硫和氧气的混合气体；SO3的熔点是16.8℃，较低，可以用冰水来获得三氧化硫，可以用氢氧化钠溶液进行尾气处理，据此解答。
(1)
Ⅰ装置必须要对二氧化硫进行干燥，可以用浓硫酸来干燥二氧化硫气体；SO3的熔点是16.8℃，可以用冰水冷却来获得三氧化硫；未反应掉的二氧化硫对空气会产生污染，可以用氢氧化钠溶液来进行尾气处理，故答案为：B；A；E；
(2)
为保证产生的二氧化硫尽可能多的转化为三氧化硫，应先加热催化剂再滴入浓硫酸；SO2转化成SO3的过程为放热，升高温度平衡向逆向移动，转化率SO2的转化率会降低，
故答案为：①；②；降低；
(3)
①Na2SO3变质变成Na2SO4，所以取待测试样于试管中，加适量蒸馏水配成溶液，先滴入足量稀盐酸，再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成，则证明该Na2SO3固体变质，故答案为：取待测试样于试管中，加适量蒸馏水配成溶液，先滴入足量稀盐酸，再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成，则证明该Na2SO3固体变质；
②浓硫酸具有脱水性，可用洁净玻璃棒蘸取待测试样，涂白纸不变黑，则证明该溶液不是浓硫酸，故答案为：用洁净玻璃棒蘸取待测试样，涂白纸不变黑，则证明该溶液不是浓硫酸；
(4)
根据硫原子守恒，Na2SO3～SO2～SO3，amolNa2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验，当反应结束时，应产生二氧化硫的质量为64ag，测得装置Ⅲ增重了bg，即为剩余二氧化硫的质量，所以参加反应的二氧化硫的质量为：64ag-bg，转化率α=×100%=％(或者％)，故答案为：％(或者％)。
试卷第1页，共3页
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