2026年工业制硫酸题库《试题》试卷以及知识点附答案

2026年工业制硫酸题库《试题》试卷以及知识点附答案一、选择题（每题3分，共30分）1.工业制硫酸的核心原料中，最常用的硫源是（）A.单质硫B.硫化氢C.硫铁矿（FeS₂）D.石膏（CaSO₄·2H₂O）2.下列关于沸腾炉中反应的描述，错误的是（）A.矿石需粉碎以增大接触面积B.主要反应为4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂（条件：高温）C.炉气中含SO₂、O₂、N₂及少量杂质（如砷、硒的化合物）D.该阶段需严格控制温度低于400℃以避免SO₂分解3.接触室中进行的反应是（）A.S+O₂=SO₂（点燃）B.2SO₂+O₂⇌2SO₃（催化剂、加热）C.SO₃+H₂O=H₂SO₄D.FeS₂的分解反应4.工业上选择400-500℃作为接触室反应温度的主要原因是（）A.该温度下SO₂转化率接近100%B.高于此温度会导致催化剂失活C.兼顾催化剂活性与反应速率、平衡转化率D.降低能耗，节约成本5.关于吸收塔的操作，正确的是（）A.直接用水吸收SO₃以提高效率B.用98.3%的浓硫酸吸收SO₃提供发烟硫酸（H₂SO₄·nSO₃）C.吸收过程中需保持低温以减少酸雾D.吸收塔中只发生物理溶解过程6.工业制硫酸尾气中需处理的主要污染物是（）A.N₂B.O₂C.SO₂D.粉尘7.某工厂用硫铁矿制硫酸，若硫的损失率为5%（包括矿石中未反应的硫和尾气排放的硫），则1吨含FeS₂70%的硫铁矿最多可制得98%的浓硫酸（）（FeS₂摩尔质量120g/mol，H₂SO₄摩尔质量98g/mol）A.1.02吨B.1.17吨C.0.95吨D.1.33吨8.下列关于催化剂V₂O₅的说法，错误的是（）A.能加快正、逆反应速率B.不改变SO₂的平衡转化率C.可降低反应的活化能D.高温下会导致SO₃分解，因此需控制温度上限9.工业制硫酸中，“二次转化”工艺的目的是（）A.提高矿石的利用率B.减少尾气中的SO₂含量C.降低接触室的压强D.提高浓硫酸的浓度10.关于设备的对应关系，错误的是（）A.沸腾炉——造气B.接触室——催化氧化C.吸收塔——SO₃吸收D.冷却塔——SO₂的冷却（实际为除尘、水洗、干燥）二、填空题（每空2分，共20分）1.工业制硫酸的三阶段是：______、______、______。2.沸腾炉中矿石粉碎的目的是______；炉气净化的步骤包括______、______、______（填操作）。3.接触室中反应的化学方程式为______（注明条件），该反应的ΔH______0（填“>”或“<”）。4.吸收塔中用98.3%浓硫酸吸收SO₃的优点是______（写出一点）。三、简答题（每题8分，共40分）1.说明工业制硫酸中“先除尘、再水洗、最后干燥”净化炉气的原因。2.分析接触室中采用常压而非高压的原因（已知常压下SO₂转化率约97.5%，10MPa下约99.2%）。3.解释为何吸收SO₃时不用水或稀硫酸，而用98.3%的浓硫酸。4.写出尾气处理的一种工业方法（用化学方程式表示），并说明其意义。5.某工厂为提高硫酸产量，计划增加接触室中O₂的比例（如空气过量50%），分析该措施的合理性。四、计算题（共10分）某硫铁矿样品含FeS₂85%（杂质不含硫），用该矿石生产硫酸时，硫的总利用率为92%（包括矿石转化和尾气回收）。若需生产500吨98%的浓硫酸（H₂SO₄质量分数98%），计算至少需要多少吨该硫铁矿。（要求写出计算过程，结果保留两位小数）知识点与答案一、选择题答案及解析1.C（硫铁矿是最常用原料，单质硫成本较高，硫化氢和石膏应用较少）2.D（沸腾炉反应需高温，400℃无法使FeS₂充分反应）3.B（接触室是SO₂催化氧化为SO₃的关键步骤）4.C（该温度是V₂O₅的活性温度，虽SO₂转化率非最高，但速率快且催化剂效率高）5.B（98.3%浓硫酸吸收SO₃可避免酸雾，提供发烟硫酸后稀释得浓硫酸）6.C（尾气中SO₂是主要污染物，需处理防止酸雨）7.B（计算：1吨矿石含FeS₂0.7吨，硫的物质的量=0.7×10⁶g/120g/mol×2=11666.67mol；损失5%后有效硫=11666.67×0.95=11083.33mol；H₂SO₄物质的量=11083.33mol，质量=11083.33×98g=1,086,166.67g≈1.086吨；98%浓硫酸质量=1.086/0.98≈1.11吨，接近选项B）8.D（V₂O₅在400-500℃活性最高，高温不会导致SO₃分解，分解主要与温度和平衡有关）9.B（二次转化可使未反应的SO₂再次转化，降低尾气中SO₂含量）10.D（冷却塔非主要设备，炉气净化包括除尘、水洗、干燥）二、填空题答案1.造气（SO₂制备）、催化氧化（SO₂→SO₃）、吸收（SO₃→H₂SO₄）2.增大接触面积，加快反应速率；除尘、水洗、干燥3.2SO₂+O₂⇌2SO₃（V₂O₅催化，400-500℃）；<（放热反应）4.防止形成酸雾，提高吸收效率三、简答题答案1.原因：①除尘防止催化剂（V₂O₅）中毒；②水洗除去砷、硒等化合物（同样会使催化剂中毒）；③干燥除去水蒸气，避免水蒸气与SO₂结合腐蚀设备，同时防止接触室中水蒸气影响反应平衡。2.常压下SO₂转化率已达97.5%，接近工业需求；若采用高压，需增加设备强度和能耗，成本大幅上升；而转化率仅提高约1.7%（至99.2%），经济收益远低于成本增加，故选择常压。3.用水或稀硫酸吸收SO₃时，SO₃与水剧烈反应提供H₂SO₄并释放大量热，导致水蒸发形成酸雾（H₂SO₄小液滴），酸雾悬浮在空气中难以被进一步吸收，降低吸收效率；98.3%浓硫酸中含水量少，吸收SO₃时放热少，不易形成酸雾，可高效吸收SO₃提供发烟硫酸（H₂SO₄·nSO₃），再稀释得到浓硫酸。4.方法：用氨水吸收尾气中的SO₂，反应式为SO₂+2NH₃·H₂O=(NH4)2SO3+H2O；然后向(NH4)2SO3溶液中加入浓硫酸，回收SO₂并提供(NH4)2SO4（化肥），反应式为(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2↑+H2O。意义：减少SO₂排放，防止污染环境；回收硫资源，提高原料利用率；副产化肥，增加经济效益。5.合理性分析：增加O₂比例（空气过量）可使平衡向提供SO₃的方向移动，提高SO₂的转化率；同时，过量的O₂可保证SO₂充分反应，减少尾气中的SO₂含量；但需注意空气过量过多会导致接触室中气体流速过快，停留时间缩短，反而降低实际转化率；此外，过量空气会增加后续吸收塔的处理负荷，需综合考虑能耗与转化率的平衡。四、计算题解答设需要硫铁矿质量为x吨。（1）500吨98%浓硫酸中H₂SO₄的质量=500×98%=490吨=4.9×10⁸g。（2）H₂SO₄的物质的量=4.9×10⁸g/98g/mol=5×10⁶mol。（3）由S守恒，H₂SO₄中的S全部来自FeS₂，1molFeS₂含2molS，故FeS₂提供的S的物质的量=5×10⁶mol（因1molH₂SO₄含1molS）。（4）考虑硫的总利用率92%，则FeS₂中实际参与反应的S的物质的量=5×10⁶mol/0.92≈5.4348×10⁶mol。（5）FeS₂的物