4.在200 mL 0.5 mol·L^－1 NaOH溶液中，加入一定量SO₃，在一定條件下蒸發(fā)所得溶液，析出的固體物質(zhì)只有5.0 g，該固體物質(zhì)的成分可能是(固體物質(zhì)均不含結(jié)晶水)

A.Na₂SO₄　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B.NaHSO₄　

C.NaOH和Na₂SO₄　　　　　　　　　　　　　　 D.Na₂SO₄和NaHSO₄　

3.向50 mL 18 mol/L硫酸中加入足量的銅片并加熱，被還原的硫酸的物質(zhì)的量(n)為　

A.n=0.9 mol　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B.0.45 mol＜n＜0.9 mol　

C.n=0.45 mol　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D.n＜0.45 mol　

2.已知98%的濃H₂SO₄的濃度為18.4 mol/L，則49%的硫酸溶液的濃度為　

A.9.2 mol/L　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B.大于9.2 mol/L　

C.小于9.2 mol/L　　　　　　　　　　　　　　　 D.不能確定　

1.下列四種溶液中，一定存在SO的是　

A.向甲溶液中加入BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀　

B.向乙溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀，再加入鹽酸沉淀不溶解　

C.向丙溶液中加入鹽酸使之酸化，再加入BaCl₂溶液，有白色沉淀產(chǎn)生　

D.向丁溶液中加入硝酸酸化，再加入硝酸鋇溶液，有白色沉淀產(chǎn)生　

7.5×10⁵mol×22.4L·mol^-1)×10^-3m³·L^-1÷(5000m³/臺(tái)×21%)=16臺(tái)。

(3)硫充分燃燒后，混合氣體中氧氣的體積至少要保證反應(yīng)SO₂+1/2O₂≒　　SO₃所需的氧氣。設(shè)S燃燒生成的二氧化硫?yàn)?體積，則需消耗氧氣1體積；催化氧化為三氧化硫需氧氣0.5體積；空氣帶入的氮?dú)鉃?.5體積×79/21=5.64體積，故混合氣體中ф(O₂)=(0.5/0.5+1+5.64) ×100%=7%(下限)

　 (4)實(shí)際安裝送風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)略多于理論數(shù)的原因是：增大空氣(氧氣)的量，有利于平衡2SO₂+O₂ ≒　2　SO₃向右移動(dòng)，從而提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率。但過(guò)分增加空氣的量，會(huì)帶走熱交換器的熱量，降低反應(yīng)的速率，不利于工業(yè)生產(chǎn)。

　　 評(píng)注：本題涉及到化工生產(chǎn)的反應(yīng)原理、條件控制及計(jì)算，具有一定的開(kāi)放性和研究性，代表了新教材的新理念。

例9．“綠色化學(xué)”要求從技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上設(shè)計(jì)可行的化學(xué)反應(yīng)，使其盡可能減少對(duì)環(huán)境的負(fù)作用。下列化學(xué)反應(yīng)中，不符合綠色化學(xué)概念的是

A．用氨水吸收硫酸廠的尾氣：SO₂+2NH₃+H₂O=(NH­₄)₂SO₃

B．除去硝酸工業(yè)尾氣中的氮氧化合物：NO₂+NO+2NaOH=2NaNO₂+H₂O

C.制硫酸銅：Cu+2H₂SO₄=CuSO₄+SO₂↑+2H₂O

D．制硫酸銅：2Cu+O₂=2CuO　 CuO+H₂SO₄(稀)=CuSO₄+H₂O

[解析]綠色化學(xué)是人類(lèi)與自然和諧發(fā)展的化學(xué)，是21世紀(jì)化學(xué)發(fā)展的目標(biāo)和方向。綠色化學(xué)要求我們盡可能研究和尋找能充分利用的無(wú)毒害原料，最大限度地節(jié)約能源，在工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)都爭(zhēng)取做到凈化和無(wú)污染。它要求我們?cè)诨�工生產(chǎn)中充分考慮催化劑和載體的重復(fù)使用，全面回收未反應(yīng)的原料、助溶劑、穩(wěn)定劑等物質(zhì)，拒絕使用無(wú)法替代、無(wú)法回收、無(wú)法再生或不能重復(fù)使用的有明顯污染的物質(zhì)，努力做到?jīng)]有“三廢”的排放。在選項(xiàng)A、B、D　　　 中，每一種物質(zhì)都得到了充分的利用，而且均沒(méi)有污染產(chǎn)生，但在選項(xiàng)C中，2mol硫酸只能生成1mol硫酸銅，同時(shí)還放出了有毒的二氧化硫氣體，所以選項(xiàng)C不符合綠色化學(xué)的概念。

答案：C。

例10．隨著社會(huì)的進(jìn)步和人民生活水平的提高，環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受到人們的關(guān)注。下列名詞中與環(huán)境問(wèn)題無(wú)關(guān)的是

①溫室效應(yīng) ②赤潮 ③酸雨 ④光化學(xué)煙霧 ⑤臭氧空洞 ⑥潮汐 ⑦大脖子病 ⑧富營(yíng)養(yǎng)化 ⑨白色污染

A．②⑥⑦　　 B．⑥　　　 C．①③⑤　　 D．⑥⑦⑧

[解析]凡是在環(huán)境中產(chǎn)生的能影響人類(lèi)生活和生產(chǎn)，甚至影響人類(lèi)生存的種種問(wèn)題都屬于環(huán)境問(wèn)題。環(huán)境問(wèn)題中有一部分是自然原因造成的，但更多的是人為因素造成的，如濫采濫用自然資源，任意排放有害物質(zhì)或不正確地使用化肥、農(nóng)藥，城市人口迅速膨脹而造成的垃圾、污水、噪音、汽車(chē)尾氣、大型工程建設(shè)不當(dāng)?shù)取?/p>

例11．已知?dú)溲趸�鈣在水中存在下列溶解平衡：Ca(OH)₂(s) ≒Ca²⁺+2OH^-。在火力發(fā)電廠燃燒煤的廢氣中往往含有二氧化硫、氧氣、氮?dú)�、二氧化碳等。為了除去有害氣體二氧化硫并變廢為寶，常常用粉末狀的碳酸鈣或熟石灰的懸濁液洗滌廢氣，反應(yīng)產(chǎn)物為石膏[CaSO₄·2H₂O]。

(1)寫(xiě)出上述兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式：①_____________；②_________________。

(2)試說(shuō)明用熟石灰的懸濁液，而不用澄清石灰水洗滌廢氣的理由：________。

(3)在英國(guó)進(jìn)行的一個(gè)研究結(jié)果表明：高煙囪可以有效地降低地表面二氧化硫的濃度。在二十世紀(jì)六七十年代的10年間，由發(fā)電廠排放出的二氧化硫增加了35%，但由于建造高煙囪的結(jié)果使地面二氧化硫的濃度降低了30%之多。請(qǐng)從全球環(huán)境保護(hù)的角度，分析這種方法是否可取？答____________________。

[解析](1)①2SO₂+O₂+2CaCO₃=2CaSO₄+2CO₂

或2SO₂+O₂+2CaCO₃+4H₂O=2[CaSO₄·2H₂O]+2CO₂

②　　 2SO₂+O₂+2Ca(OH)₂=2CaSO₄+2H₂O

或2SO₂+O₂+2Ca(OH)₂+2H₂O=2[CaSO₄·2H₂O]

(2)氫氧化鈣微溶于水，澄清的石灰水中氫氧化鈣的濃度小，不利于二氧化硫的吸收。

(3)不可取，因?yàn)槎�氧化硫的排放總量沒(méi)有減少，進(jìn)一步形成酸雨仍會(huì)造成對(duì)全球環(huán)境的危害。

評(píng)注：工業(yè)上處理尾氣二氧化硫的方法有多種，在學(xué)習(xí)這一知識(shí)時(shí)要注意不要思維定勢(shì)，要學(xué)會(huì)多向思考，從二氧化硫是酸性氧化物、具有氧化性和還原性等角度去理解。

實(shí)戰(zhàn)演練

硫酸工業(yè)

大氣臭氧層的損耗是當(dāng)前世界上又一個(gè)普遍關(guān)注的全球性大氣環(huán)境問(wèn)題，它直接關(guān)系到生物圈的安危和人類(lèi)的生存�！� 1984年，英國(guó)科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)南極上空出現(xiàn)臭氧洞。1985年，美國(guó)的"雨云-7號(hào)"氣象衛(wèi)星測(cè)到了這個(gè)臭氧洞。以后經(jīng)過(guò)數(shù)年的連續(xù)觀測(cè)，進(jìn)一步得到證實(shí)。據(jù)NASA報(bào)道，NASA的"Nimbus -7"衛(wèi)星上的總臭氧測(cè)定記錄數(shù)據(jù)表明，近年來(lái)，南極上空的臭氧洞有惡化的趨勢(shì)。目前不僅在南極，在北極上空也出現(xiàn)了臭氧減少現(xiàn)象。NASA和歐洲臭氧層聯(lián)合調(diào)查組分別進(jìn)行的測(cè)定都表明了這一點(diǎn)。 對(duì)于大氣臭氧層破壞的原因，科學(xué)家中間有多種見(jiàn)解。但是大多數(shù)人認(rèn)為，人類(lèi)過(guò)多地使用氯氟烴類(lèi)化學(xué)物質(zhì)(用CFCl表示)是破壞臭氧層的主要原因。由于臭氧層中臭氧的減少，照射到地面的太陽(yáng)光紫外線增強(qiáng)，其中波長(zhǎng)為240－－329納米的紫外線對(duì)生物細(xì)胞具有很強(qiáng)的殺傷作用，對(duì)生物圈中的生態(tài)系統(tǒng)和各種生物，包括人類(lèi)，都會(huì)產(chǎn)生不利的影響。 臭氧層破壞以后，人體直接暴露于紫外輻射的機(jī)會(huì)大大增加，這將給人體健康帶來(lái)不少麻煩。首先，紫外輻射增強(qiáng)使患呼吸系統(tǒng)傳染病的人增加；受到過(guò)多的紫外線照射還會(huì)增加皮膚癌和白內(nèi)障的發(fā)病率。此外，強(qiáng)烈的紫外輻射促使皮膚老化。 臭氧層破壞對(duì)植物產(chǎn)生難以確定的影響。近十幾年來(lái)，人們對(duì)200多個(gè)品種的植物進(jìn)行了增加紫外照射的實(shí)驗(yàn)，其中三分之二的植物顯示出敏感性。一般說(shuō)來(lái)，紫外輻射增加使植物的葉片變小，因而減少俘獲陽(yáng)光的有效面積，對(duì)光合作用產(chǎn)生影響。對(duì)大豆的研究初步結(jié)果表明，紫外輻射會(huì)使其更易受雜草和病蟲(chóng)害的損害。臭氧層厚度減少25%，可使大豆減產(chǎn)20~25%。 紫外輻射的增加對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)也有潛在的危險(xiǎn)。紫外線的增強(qiáng)還會(huì)使城市內(nèi)的煙霧加劇，使橡膠、塑料等有機(jī)材料加速老化，使油漆褪色等。

例題精講

例1．在硫酸工業(yè)中，通過(guò)下列反應(yīng)使二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫：

2SO₂(g)+O₂(g) ≒　2　SO₃(g)；ΔH=-196.6KJ/mol

(1)該反應(yīng)在__________(設(shè)備)中進(jìn)行，這種生產(chǎn)硫酸的方法叫做________。

(2)在實(shí)際生產(chǎn)中，操作溫度選定400∽500℃，這是因?yàn)開(kāi)_____________。

(3)硫酸工業(yè)選定壓強(qiáng)通常采用_____________，作出這種選擇的依據(jù)是______________________________。

[解析] (1)接觸室；接觸法。(2)溫度較低時(shí)，反應(yīng)速率較小；溫度過(guò)高，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率會(huì)降低。考慮到催化劑在400-500℃時(shí)，活性最大，所以操作溫度選定在400-500℃。(3)常壓；在常壓下及400-500℃時(shí)，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，若加壓會(huì)增加設(shè)備、投資和能量消耗。

評(píng)注　 本題主要考查應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理解決實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)問(wèn)題的能力。

例2．接觸法制硫酸的爐氣組成是SO₂占7%，O₂占11%，N₂占82%，現(xiàn)有100L混合氣體進(jìn)入接觸室反應(yīng)后，總體積變?yōu)?7.2L。則該變化過(guò)程中SO₂轉(zhuǎn)化率是

(A)50%　 (B)60%　 (C)70%　 (D)80%

[解析]解法一：設(shè)參加反應(yīng)的二氧化硫體積為2x　　

2 SO₂ +　O₂　≒　2　SO₃　 N₂體積(L) 總體積(L)

　開(kāi)始時(shí)體積(L)　 7　　 11　　　 0　　　 82　　　　　 100

反應(yīng)后體積 (L)7-2x　　 11-x　　 2x　　　 82　　　　　 100-x

根據(jù)題意100-x=97.2　 x=2.8L　

二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為5.6L÷7L×100%=80%，答案為D。

解法二：設(shè)參加反應(yīng)的二氧化硫體積為2x

2 SO₂ +　O₂　≒　2　SO₃　 體積差(L)

2L　　 1L　　 2 L　　　 1L

2X　　　　　　　　 100L-97.2L=2.8L　　 X=2.8L

二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為5.6L÷7L×100%=80%，答案為D。

例3．在下面的框圖中，固體A和B都由兩種相同的元素組成。在A、B中兩種元素的原子個(gè)數(shù)比分別為1/1和1/2。由D最終可制得E(酸)。

(1) 分析判斷A和B 各是什么物質(zhì)，寫(xiě)出各自的化學(xué)式�！�

(2)寫(xiě)出①-⑦各步反應(yīng)的化學(xué)方程式。

　

[解析] 本題屬于綜合推斷題。主要考查學(xué)生對(duì)元素化合物知識(shí)掌握的熟練程度及分析、推斷能力。

分析判斷A和B的方法有很多。

方法一：根據(jù)“固體A和B都由兩種相同的元素組成。在A、B中兩種元素的原子個(gè)數(shù)比分別為1：1和1：2，可從中學(xué)所學(xué)的組成關(guān)系類(lèi)似的物質(zhì)中尋找，以縮小范圍。A、B可能是FeS和FeS₂。

方法二：根據(jù)“A和B煅燒時(shí)都生成C(固體)和D(氣體)”可知，在學(xué)過(guò)的物質(zhì)中只有FeS和FeS₂為滿足這一條件的化合物。

方法三：從淡黃色沉淀和紅褐色沉淀突破：兩化合物中含有共同的元素應(yīng)是硫和鐵，不難知道A、B分別是FeS和FeS₂。

[答案](1)A、B分別是FeS和FeS₂。

(2)①:4FeS₂+11O₂===　2Fe₂O₃+8SO₂或4FeS+7O₂===　2Fe₂O₃+4SO₂(高溫)②：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄　 ③：FeS+H₂SO₄=FeSO₄+H₂S↑

④：SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O　 ⑤：6FeSO₄+3Br₂=2Fe₂(SO₄)₃+2FeBr₃　

⑥：Fe₂(SO₄)₃+6KOH=2Fe(OH)₃↓+3K₂SO₄ 或FeBr₃+3KOH= Fe(OH)₃↓+3KBr⑦：2 Fe(OH)₃=Fe₂O₃+3H₂O

例4．將SO₂和O₂以體積比為1：3混合后，通入接觸室發(fā)生反應(yīng)2SO₂(g)+O₂(g) ≒　2　SO₃(g)， 達(dá)平衡時(shí)，在同溫、同壓下測(cè)得反應(yīng)前與反應(yīng)后混合氣體的密度之比為71：80。求SO₂的轉(zhuǎn)化率？并回答SO₂接觸氧化為SO₃時(shí)不采取加壓措施的原因。

[解析] 這是一道關(guān)于化學(xué)平衡和轉(zhuǎn)化率的綜合計(jì)算題。根據(jù)相同條件下氣體的密度之比等于同體積氣體的質(zhì)量之比，且反應(yīng)前后質(zhì)量守恒，可得出氣體的密度之比等于氣體體積的反比。 設(shè)反應(yīng)前混合氣體中SO₂的體積為1 L，O₂ 應(yīng)為3 L達(dá)平衡時(shí)SO₂的轉(zhuǎn)化的體積為x 。

2SO₂(g)+O₂(g) ≒　2　SO₃(g)　　 總體積

V/L(起始)　 1　　　 3　　　　 0　　　　 4L

V/L(轉(zhuǎn)化)　 2x　　 x　　　　 2x

V/ L(平衡)1-2x　　 3-x　　　 2x　　　　 4-x

根據(jù)氣體的密度之比等于氣體體積的反比，可得：

71：80=(4-x)：4　 x=0.45L，則轉(zhuǎn)化的二氧化硫?yàn)?.9L，

二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為：0.9L÷1L×100%=90%

在工業(yè)上不加壓，SO₂的轉(zhuǎn)化率就達(dá)90% 以上，已經(jīng)很高，若再加壓SO₂的轉(zhuǎn)化率提高不大，但對(duì)設(shè)備的要求要提高許多，故沒(méi)有必要再加壓。。　

例5．為了防治酸雨，減少煤燃燒時(shí)向大氣排放的SO₂，工業(yè)上通過(guò)生石灰和含硫的煤混合使用可以“固硫”(避免硫化合物進(jìn)入大氣)，最后生成石膏。試回答：

(1)整個(gè)“固硫”反應(yīng)所涉及的反應(yīng)類(lèi)型包括：①化合②分解③置換④復(fù)分解⑤氧化還原反應(yīng)⑥非氧化還原反應(yīng)⑦離子反應(yīng)⑧非離子反應(yīng)(分子反應(yīng))。其中正確的是

　A．①⑤⑥⑦ 　B．①②③⑤⑧ 　 C．①⑤⑥⑧ 　　D．②④⑤⑦

(2) 第一步“固硫”反應(yīng)的化學(xué)方程式中所需氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和為　

A．1 　　B． 2 　　C．3 　　　 D．4

(3)比較此法與“石灰石粉末與含硫煤混合”法哪個(gè)更好些?為什么?

(4)你認(rèn)為減少酸雨產(chǎn)生可采取的措施是

①少用煤作燃料②把工廠的煙囪造高 ③先將燃料煤脫硫 ④在土壤中加石灰防止酸化 ⑤開(kāi)發(fā)新能源,避免含S、N的氧化物大量排放

A．①②③ B．②③④⑤ 　C．①③⑤ 　　D．①③④⑤

[解析] (1) 在含硫的煤中加生石灰“固硫”的反應(yīng)是CaO+ SO₂= CaSO₃、2CaSO₃+O₂= 2CaSO₄,可見(jiàn)所涉及到的反應(yīng)類(lèi)型有化合、氧化還原反應(yīng)、非氧化還原反應(yīng)和非離子反應(yīng)。

(2)易錯(cuò)選B。主要是不清楚哪一個(gè)反應(yīng)是第一步“固硫”反應(yīng)。

(3)有的學(xué)生誤答“石灰石粉末與含硫煤混合”法更好。忽略了石灰石分解為CaO需消耗很高能量，浪費(fèi)煤，使生產(chǎn)成本提高。

(4)易錯(cuò)選A、B或D。錯(cuò)誤的原因是不能正確應(yīng)用已有知識(shí)全面分析具體問(wèn)題。把煙囪造高不能減少SO₂的排放量；在土壤中施放石灰雖可中和酸雨造成的酸性，但由于生成CaSO₄,長(zhǎng)期使用會(huì)使土壤板結(jié)，影響土質(zhì)。

[答案]⑴ C；⑵ A；⑶ 在含硫煤中加入生石灰的方法更好，因?yàn)榇朔ü?jié)約煤，成本低；⑷ C

例6．某硫酸廠初步處理后的尾氣中含0.2% 的SO₂和10% 的O₂(均為體積分?jǐn)?shù))。為了進(jìn)一步除去SO₂,并將SO₂轉(zhuǎn)變?yōu)?NH₄)₂SO₄,有人設(shè)計(jì)了如下方案:在400℃時(shí),尾氣以5 m³/h的速率通過(guò)V₂O₅的催化劑層后，與20 L/h速率的氨氣混合噴水。此時(shí)氣體溫度由400℃降至200℃，在熱的結(jié)晶裝置中得到(NH₄)₂SO₄晶體(氣體的體積已轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)狀況)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)按反應(yīng)中的理論值，SO₂和O₂的體積比為2:1，但實(shí)際生產(chǎn)中這個(gè)比值是多少？為什么？

(2)　　 通過(guò)計(jì)算說(shuō)明為什么尾氣以5 m³/h的速率與20 L/h速率的氨氣混合？

(3)　　 若該廠每天排放10000 m³尾氣，求該廠每月(按30天計(jì)算)可得到(NH₄)₂SO₄的質(zhì)量為多少？

[解析](1)根據(jù)2SO₂+O₂ ≒　2　SO₃，SO₂和 O₂按2：1(體積比)的理論值反應(yīng)，但實(shí)際上v(SO₂):v(O₂)=0.2%:10%=1:50。根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理，增大廉價(jià)的氧氣的濃度，可使反應(yīng)：2SO₂(g)+O₂(g) ≒　2　SO₃(g)向生成三氧化硫方向移動(dòng)，這樣可以增大較貴重的二氧化硫的轉(zhuǎn)化率。

(2)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2NH₃　 -　　 SO₂

　　　　　　　　　　 2　　　　　　 1

V(NH₃)　　 5×10³×0.2%L/h　 v(NH₃)=20L/h

(3) 根據(jù)2SO₂+O₂ ≒　2　SO₃，以及SO₃+H₂O+2NH₃=(NH₄)₂SO₄

得關(guān)系式：　 SO₂　 - 2NH₃- (NH₄)₂SO₄

22.4L　　　　　　 132g

10⁷L×0.2%×30　　　　 m[(NH₄)₂SO₄]

m[(NH₄)₂SO₄]=3.54×10⁶g=3.54t

例7．含F(xiàn)eS₂65%的硫鐵礦在煅燒時(shí)有1.8%的硫損失而混入爐渣，二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的利用率為99%。由這種硫鐵礦制2t98%的硫酸，需硫鐵礦多少噸？

[解析]通過(guò)本題的計(jì)算進(jìn)一步掌握物質(zhì)純度，轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率的計(jì)算關(guān)系式，并在多步反應(yīng)中找出量的相當(dāng)式進(jìn)行簡(jiǎn)捷的計(jì)算。

題中65%為硫鐵礦的純度，有1.8%的硫損失也即是1.8%的FeS₂損失，二氧化硫的利用率(轉(zhuǎn)化率)也即是FeS₂的利用率。設(shè)需這種硫鐵礦的質(zhì)量為x。

解法一：　　　　　　　 FeS₂　　　　　　　 2H₂SO₄

120　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　2×98

x×65%(1-1.8%)×99%　　 2t×98%　 x=189.9t

解法二：　　　　　　　 S　　　　　　　　　 H₂SO₄

　 　　　　　　　　　　32　　　　　　　　　 98

64/120x×65%×(1-1.8%)×99%　　　 2t×98%　 x=189.9t

評(píng)注：確定關(guān)系式的關(guān)鍵是根據(jù)硫元素守恒。要注意運(yùn)用某一種化合物中元素的損失率=該化合物的損失率。另外，耗損和利用率、產(chǎn)率和純度的關(guān)系要處理正確。關(guān)系式多用于工業(yè)生產(chǎn)中的計(jì)算題。

例8．某設(shè)計(jì)院承擔(dān)某硫酸廠的設(shè)計(jì)任務(wù)，該廠要求：①為了控制污染和提高生產(chǎn)效率，不再使用黃鐵礦，改用固體硫?yàn)樵�料。②改二次送風(fēng)(鼓入空氣)為一次送風(fēng)，即送風(fēng)后使硫充分燃燒，并在下一步催化氧化時(shí)不再補(bǔ)充空氣。③每天生產(chǎn)50t98%的硫酸。④送風(fēng)機(jī)每天輸送空氣的體積為5000m³/臺(tái)(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

(1)每天消耗含95%的固體硫多少噸？

(2)理論上應(yīng)安裝多少臺(tái)送風(fēng)機(jī)？

(3)固體硫充分燃燒后的混合氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)ф(O₂)的下限為多少？

(4)實(shí)際安裝送風(fēng)機(jī)的臺(tái)數(shù)應(yīng)略多于理論數(shù)(不考慮損壞)，為什么？能否過(guò)分增加送風(fēng)機(jī)的臺(tái)數(shù)，為什么？(轉(zhuǎn)化過(guò)程不考慮損耗；固體硫中雜質(zhì)與空氣不反應(yīng)；空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為21%)。

[解析](1)設(shè)需固體硫的質(zhì)量為x。由關(guān)系式法：

　　　　　 S------H₂SO₄

32　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 98

x×95%　　　　 50t×98%　　 得 x=16.8t

(2)由反應(yīng)原理：S+O₂=SO₂,　 SO₂+1/2O₂≒　　SO₃，SO₃+H₂O=H₂SO₄，可得總反應(yīng)式：S+3/2O₂+H₂O=H₂SO₄,n(O₂)=n(H₂SO₄) ×3/2=50×10⁶g×98%÷98g·mol^-1×3/2=7.5×10⁵mol。故理論上需安裝送風(fēng)機(jī)的臺(tái)數(shù)為：

眾所周知，全球變暖是由于“溫室效應(yīng)”。“溫室效應(yīng)”是怎樣形成的呢？ 在涼爽、清涼的日子，都知道溫室里的溫度大大高于室外溫度。這是因?yàn)闇厥业谋�溫塑料薄膜使太�?yáng)能轉(zhuǎn)化的熱能進(jìn)的多、出的少，所以溫度逐漸升高。地球大氣層里的二氧化碳、甲烷等氣體就象這個(gè)薄膜，使太陽(yáng)輻射進(jìn)的多而出的少，因而使地球表面的溫度逐漸升高。根據(jù)測(cè)定，大氣中的二氧化碳濃度每增加1倍，地球表面的大氣溫度就會(huì)升高1.5-4.5度。由于全世界工業(yè)和交通耗費(fèi)大量的石油、煤炭、天然氣等能源，因此大氣中的二氧化碳正以每年1.5ppm的速度增加。

全球變暖使大氣、海洋環(huán)流規(guī)律變化，加劇“厄而爾尼諾”、“瑪尼娜”現(xiàn)象的危害，導(dǎo)致大面積旱、澇災(zāi)害頻繁發(fā)生。長(zhǎng)期干旱使非洲幾百萬(wàn)人餓死，上億人營(yíng)養(yǎng)不良。東南亞連年洪水使上千萬(wàn)人流漓失所。 全球變暖還使極地冰川溶化，海平面上升。每升高1米，將使直接受影響的人口達(dá)10億，土地500萬(wàn)平方米公里(占世界的三分之一)。同時(shí)還引發(fā)風(fēng)暴潮、鹽水倒灌�？梢�(jiàn)其危害多么嚴(yán)重！

(1) 酸雨的定義

一般認(rèn)為,酸雨是由于燃燒高硫煤排放的二氧化硫等酸性氣體進(jìn)入大氣后,造成局部地區(qū)大氣中的二氧化硫富集,在水凝結(jié)過(guò)程中,溶解于水形成亞硫酸,然后經(jīng)某些污染物的催化作用及氧化劑的的氧化作用生成硫酸,隨雨水降下形成酸雨.

酸雨的pH值一般少于5.6.

(2) 酸雨的危害

對(duì)人體健康的直接危害,硫酸霧和硫酸鹽霧的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部組織,引起肺水腫等疾病而使人致死.

引起河流、湖泊的水體酸化,嚴(yán)重影響水生動(dòng)植物的生長(zhǎng).

破壞土壤、植被、森林.

腐蝕金屬、油漆、皮革、紡織品及建筑材料.

滲入地下,使水中鋁、銅、鋅、鎘的含量比中性地下水中高很多倍.

(3) 酸雨的治理

二氧化硫污染大氣的罪魁--煤，平均含硫量約為2.5%-3%。為治理煤燃燒時(shí)造成的二氧化硫污染，一種辦法是事先從煤中除去硫。但是只有一部分煤中的硫主要以黃鐵礦(FeS2)的形態(tài)存在；這樣的煤以脫硫工藝處理后其含硫量可降低到約為1%。大部分的煤中還含有較多的有機(jī)硫化合物，這樣的煤以脫硫平均只能除去原含硫量的約40%。

3．生產(chǎn)規(guī)模與廠址選擇

(1)　　　 化工廠選址的因素

一般來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代化工生產(chǎn)要求有較大的生產(chǎn)規(guī)模�；�工廠廠址選擇是很復(fù)雜的問(wèn)題，涉及原料、水源、能源、土地供應(yīng)、交通運(yùn)輸、環(huán)境保護(hù)和市場(chǎng)需求等諸多因素，應(yīng)對(duì)這些因素綜合考慮，權(quán)衡利弊，才能作出合理的選擇。

化工廠廠址選擇一般應(yīng)考慮下列因素：①是否有市場(chǎng)需求；②是否接近原料供應(yīng)地；③土地供應(yīng)是否充足；④水源是否充足；⑤能源是否充足且廉價(jià)；⑥交通運(yùn)輸是否方便；⑦能否達(dá)到環(huán)境保護(hù)要求。

上述這些因素必須在遵循科學(xué)原則的基礎(chǔ)上，著重考慮綜合經(jīng)濟(jì)效益，即要求最大限度地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

(2)　　　 硫酸廠選址的因素

由于硫酸是腐蝕性液體，不便貯存和運(yùn)輸，因此要求把硫酸廠建在靠近硫酸消費(fèi)中心的地區(qū)，工廠規(guī)模的大小，主要由硫酸用量的多少?zèng)Q定；硫酸廠廠址應(yīng)遠(yuǎn)離水源和河流的上游，以免工廠的污水污染水源；也不要設(shè)置在城鎮(zhèn)和居民區(qū)盛行風(fēng)向的上風(fēng)地帶，以免工廠排放的大量煙塵和有害氣體污染城鎮(zhèn)的水源和大氣等。

2．能量的充分利用

許多化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)�；�工生產(chǎn)中應(yīng)充分利用反應(yīng)熱，這對(duì)于降低成本具有重要意義。硫酸廠生產(chǎn)中的反應(yīng)熱得到充分利用后，不僅不需要由外界向硫酸廠供應(yīng)能量，而且還可以由硫酸廠向外界輸出大量能源。在硫酸生產(chǎn)過(guò)程中使用的熱交換器就是利用了反應(yīng)所放出的熱量來(lái)加熱二氧化硫和氧氣的混合氣體，以節(jié)約能源。