以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖如下：
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（1）將燃燒黃鐵礦的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整
4
 
+11O2
 高溫 
.
 
2Fe2O3+8SO2
（2）接觸室中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是
 
．
（3）依據(jù)工藝流程圖判斷下列說(shuō)法正確的是（選填序號(hào)字母）
 
．
a．為使黃鐵礦充分燃燒，需將其粉碎
b．過(guò)量空氣能提高SO2的轉(zhuǎn)化率
c．使用催化劑能提高SO2的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率
d．沸騰爐排出的礦渣可供煉鐵
（4）每160g SO3氣體與H2O化合放出260.6kJ的熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是
 
．
（5）吸收塔排出的尾氣先用氨水吸收，再用濃硫酸處理，得到較高濃度的SO2和銨鹽．
①SO2既可作為生產(chǎn)硫酸的原料循環(huán)再利用，也可用于工業(yè)制溴過(guò)程中吸收潮濕空氣中的Br2．SO2吸收Br2的離子方程式是
 
．
②為測(cè)定該銨鹽中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，將不同質(zhì)量的銨鹽分別加入到50.00mL相同濃度的NaOH溶液中，沸水浴加熱至氣體全部逸出（此溫度下銨鹽不分解），該氣體經(jīng)干燥后用濃硫酸吸收完全，測(cè)定濃硫酸增加的質(zhì)量．
部分測(cè)定結(jié)果：
銨鹽質(zhì)量為10.00g和20.00g時(shí)，濃硫酸增加的質(zhì)量相同；
銨鹽質(zhì)量為30.00g時(shí)，濃硫酸增加的質(zhì)量為0.68g；銨鹽質(zhì)量為40.00g時(shí)，濃硫酸的質(zhì)量不變．
計(jì)算：該銨鹽中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是
 
%；若銨鹽質(zhì)量為l5.00g，濃硫酸增加的質(zhì)量為
 
．（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）
分析：（1）利用工業(yè)制硫酸的原理分析，需要的原料是黃鐵礦；
（2）接觸室內(nèi)的反應(yīng)是二氧化硫的催化氧化；
（3）依據(jù)影響反應(yīng)速率的因素和平衡移動(dòng)的影響因素分析解答；
（4）每160g SO3氣體物質(zhì)的量為2mol；與液態(tài)H2O化合放出260.6kJ的熱量，依據(jù)熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)方法寫(xiě)出，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)量的反應(yīng)熱；
（5）二氧化硫吸收溴單質(zhì)利用的是二氧化硫的還原性和溴單質(zhì)的氧化性；根據(jù)氧化還原反應(yīng)書(shū)寫(xiě)離子方程式；
（6）本反應(yīng)歷程是：OH-首先是和NH4HSO3中的H+反應(yīng)，隨后有多的OH-再和NH4+反應(yīng)放出氨氣，所以隨著銨鹽的量的增大，NH4HSO3的量也增大，放出的氨氣的量會(huì)為0．濃硫酸增加的質(zhì)量就是氨氣的質(zhì)量．第一次和第二次放出的氨氣的量是一樣的，所以說(shuō)第一次肯定是OH-的量過(guò)量．利用第二次的量計(jì)算（因?yàn)槭荗H-不足）．
解答：解：（1）依據(jù)題意，黃鐵礦是制硫酸的第一步所需的原料，由成分可知化學(xué)式為FeS2，故答案為：FeS2；
（2）沸騰爐中生成的二氧化硫氣體和空氣中的氧氣在接觸室內(nèi)發(fā)生的催化氧化反應(yīng)生成三氧化硫；2SO2+O2
催化劑
.
△
2SO3  故答案為：2SO2+O2
催化劑
.
△
2SO3；
（3）粉碎礦石增大接觸面積提高反應(yīng)速率；增加空氣的量會(huì)使平衡正向進(jìn)行，提高了二氧化硫的轉(zhuǎn)化率；催化劑只改變速率不改變平衡，不改變轉(zhuǎn)化率；生產(chǎn)過(guò)程中的礦渣中含有三氧化二鐵；所以正確的是abd；故答案為：abd；
（4）每160g SO3氣體物質(zhì)的量為2mol；與液態(tài)H2O化合放出260.6kJ的熱量，1mol三氧化硫和水反應(yīng)放熱130.3KJ；熱化學(xué)方程式為：SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）；△H=-130.3kJ/mol
故答案為：SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）；△H=-130.3kJ/mol；
（5）①SO2吸收Br2的反應(yīng)中二氧化硫被氧化為硫酸，溴單質(zhì)被還原為溴化氫，離子方程式為SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-，故答案為：SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-；
②從吸收塔出來(lái)的氣體用一定量氨水吸收，得到的銨鹽產(chǎn)品是（NH4）2SO3和NH4HSO3的混合物；本反應(yīng)歷程是：OH-首先是和NH4HSO3中的H+反應(yīng)，隨后有多的OH-再和NH4+反應(yīng)放出氨氣，所以隨著銨鹽的量的增大，NH4HSO3的量也增大，放出的氨氣的量會(huì)為0；
由題知銨鹽質(zhì)量為30.00g時(shí)，產(chǎn)生0.04molNH3．該銨鹽中NH4HSO4先與NaOH溶液反應(yīng)，2NH4HSO4+2NaOH=（NH4）2SO4+Na2SO4+H2O，只有當(dāng)NH4HSO4中的H+消耗完全后，NH4+才能與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生NH3，NH4++OH-=NH3↑+H2O．據(jù)此判斷銨鹽質(zhì)量為10.00g時(shí)NaOH溶液過(guò)量，銨鹽質(zhì)量為20.00g和30.00g時(shí)，消耗的NaOH質(zhì)量相等．設(shè)10.00g銨鹽中NH4HSO4 與（NH4）2SO4的物質(zhì)的量分別為X、Y，n（NH3）=n（OH-）-n（H+），則有：
銨鹽質(zhì)量/g 10.00 20.00 30.00 40.00
含NH4HSO4、（NH4）2SO4/mol X、Y 2X、2Y 3X、3Y 4X、4Y
產(chǎn)生NH3/mol X+2Y X+2Y 0.04 0
消耗NaOH/mol 2X+2Y 3X+2Y 3X+0.04 3X+0.04
因此3X+2Y=3X+0.04，解得Y=0.02mol，又115X+132Y=10.00，得X=0.064mol．則該銨鹽中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=
(0.064+2×0.02)×14
10.00
×100%=14.56%．計(jì)算15.00 g銨鹽與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生的NH3；由上面討論可知此NaOH溶液中共有0.232molNaOH，當(dāng)銨鹽質(zhì)量為15.00g時(shí)含0.096mol NH4HSO4和0.03mol （NH4）2SO4，共有NH4+和H+ 0.252mol，故NaOH不足，此時(shí)產(chǎn)生n（NH3）=（0.232-0.096）mol=0.136mol，NH3的質(zhì)量=0.136mol×17g/mol=2.31g．
故答案為：14.56； 2.31g．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了工業(yè)制硫酸的基本原理，考查化學(xué)平衡的影響因素和化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素，以硫酸工業(yè)尾氣的吸收為載體考查化學(xué)計(jì)算，涉及混合物計(jì)算，過(guò)量問(wèn)題的計(jì)算、范圍討論型計(jì)算、信息遷移型計(jì)算、NH4+、H+與NaOH溶液反應(yīng)的先后順序等知識(shí)，定性與定量相結(jié)合，綜合性強(qiáng)，難度較大．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（2010?海南）Ⅰ固硫劑是把煤燃燒時(shí)生成的二氧化硫以鹽的形式固定在爐渣中的物質(zhì)，可減少二氧化硫?qū)Υ髿獾奈廴荆铝形镔|(zhì)中可用做固硫劑的有
A、B
A、B

A．CaO    B．Na2C03    C．NH4N03    D．P205
Ⅱ以黃鐵礦為原料，采用接觸法生產(chǎn)硫酸的流程可簡(jiǎn)示如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）在爐氣制造中，生成S02的化學(xué)方程式為
4FeS2+11O2
 高溫 
.
 
4Fe2O3+8SO2
4FeS2+11O2
 高溫 
.
 
4Fe2O3+8SO2
；
（2）爐氣精制的作用是將含S02的爐氣
除塵、
除塵、
、
水洗
水洗
及干燥，如果爐氣不經(jīng)過(guò)精制，對(duì)S02催化氧化的影響是
砷、硒等化合物會(huì)使催化劑中毒，水蒸氣對(duì)設(shè)備和生產(chǎn)有不良影響
砷、硒等化合物會(huì)使催化劑中毒，水蒸氣對(duì)設(shè)備和生產(chǎn)有不良影響
．
（3）精制爐氣（含SO2體積分?jǐn)?shù)為7%、O2為ll%、N2為82%）中S02平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)關(guān)系如下圖所示．在實(shí)際生產(chǎn)中，S02催化氧化反應(yīng)的條件選擇常壓、450℃；左右（對(duì)應(yīng)圖中A點(diǎn)），而沒(méi)有選擇S02轉(zhuǎn)化率更高的B或C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)條件，其原因分別是
不選B點(diǎn)，因?yàn)閴簭?qiáng)越大對(duì)設(shè)備的投資越大，消耗的動(dòng)能越大．SO2的轉(zhuǎn)化率在1個(gè)大氣壓下的轉(zhuǎn)化率已達(dá)到97%左右，在提高壓強(qiáng)，SO2的轉(zhuǎn)化率提高的余地很小，所以采用1個(gè)大氣壓
不選B點(diǎn)，因?yàn)閴簭?qiáng)越大對(duì)設(shè)備的投資越大，消耗的動(dòng)能越大．SO2的轉(zhuǎn)化率在1個(gè)大氣壓下的轉(zhuǎn)化率已達(dá)到97%左右，在提高壓強(qiáng)，SO2的轉(zhuǎn)化率提高的余地很小，所以采用1個(gè)大氣壓
、
不選C點(diǎn)，因?yàn)闇囟仍降�，SO2的轉(zhuǎn)化率雖然更高，但催化劑的催化作用會(huì)受影響，450℃時(shí)，催化劑的催化效率最高，故選擇A點(diǎn)，而不選擇C點(diǎn)．
不選C點(diǎn)，因?yàn)闇囟仍降�，SO2的轉(zhuǎn)化率雖然更高，但催化劑的催化作用會(huì)受影響，450℃時(shí)，催化劑的催化效率最高，故選擇A點(diǎn)，而不選擇C點(diǎn)．
；

（4）在S02催化氧化設(shè)備中設(shè)置熱交換器的目的是
利用反應(yīng)放出的熱量預(yù)熱原料氣體
利用反應(yīng)放出的熱量預(yù)熱原料氣體
、
上層反應(yīng)氣經(jīng)熱交換器溫度降到400～500℃進(jìn)入下層使反應(yīng)更加完全
上層反應(yīng)氣經(jīng)熱交換器溫度降到400～500℃進(jìn)入下層使反應(yīng)更加完全
，從而充分利用能源．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：福建省泉州市德化縣2010屆高三上學(xué)期期末考試化學(xué)試卷 題型：022

以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖如下：

(1)請(qǐng)寫(xiě)出沸騰爐中黃鐵礦燃燒的化學(xué)方程式：________________．

(2)接觸室中2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，反應(yīng)過(guò)程的能量變化如圖所示．已知1 mol　SO2(g)氧化為1 mol　SO3(g)的ΔH＝－99 kJ·mol－1．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①依據(jù)工藝流程圖判斷下列說(shuō)法正確的是(選填序號(hào)字母)________．

a．為使黃鐵礦充分燃燒，需將其粉碎

b．過(guò)量空氣能提高SO2的轉(zhuǎn)化率

c．使用催化劑能提高SO2的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率

d．沸騰爐排出的礦渣可供煉鐵

②反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，平衡常數(shù)表達(dá)式K＝________，升高溫度，K值________(填“增大”、“減小”或“不變”)；圖中△H＝________KJ·mol－1．

③圖中C點(diǎn)表示________，E的大小對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)熱________(填“有”或“無(wú)”)影響．該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑，加V2O5會(huì)使圖中B點(diǎn)________(填“升高”或“降低”)．

④如果反應(yīng)速率v(SO2)為0.05 mol·L－1·min－1，則v(O2)＝________mol·L－1·min－1；

⑤已知單質(zhì)硫的燃燒熱為－296 KJ·mol－1，計(jì)算由S(s)生成3 mol　SO3(g)的△H＝________．

(3)吸收塔排出的尾氣先用氨水吸收，再用濃硫酸處理，得到較高濃度的SO2和銨鹽．SO2既可作為生產(chǎn)硫酸的原料循環(huán)再利用，也可用于工業(yè)制溴過(guò)程中吸收潮濕空氣中的Br2．SO2吸收Br2的離子方程式是________________．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸，根據(jù)下列方程式：

（1）FeS2（s）+11/4O2（g）====1/2Fe2O3（s）+2SO2（g）；ΔH=－835 kJ·mol－1

（2）SO2（g）+1/2O2（g）====SO3（g）；ΔH=－98.3 kJ·mol－1

（3）SO3（g）+H2O（l）====H2SO4（l）；ΔH=－130.3 kJ·mol－1

計(jì)算將1.0 mol FeS2中的硫全部轉(zhuǎn)化為H2SO4，理論上可產(chǎn)生多少熱量？

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

工業(yè)上以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸主要分為三個(gè)階段進(jìn)行，即在沸騰爐中煅燒黃鐵礦、SO2的催化氧化及其SO3的吸收。請(qǐng)回答下列幾個(gè)有關(guān)硫酸工業(yè)中的幾個(gè)問(wèn)題。

（1）生產(chǎn)硫酸最古老的方法是以綠礬為原料，在蒸餾釜中煅燒。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2FeSO4·7H2O  Fe2O3 + SO2↑+ SO3↑+ 14H2O。其中三氧化硫與水蒸氣同時(shí)冷凝便得到硫酸。用如圖所示裝置模擬用綠礬制硫酸的實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)生成的硫酸和二氧化硫（加熱裝置已略去）。其中b為干燥的試管。下列關(guān)于該反應(yīng)說(shuō)法正確的是(     )

A．若將反應(yīng)后的三種氣體通入BaCl2溶液中，產(chǎn)生的沉淀為BaSO3、BaSO4

B．b中產(chǎn)物用紫色石蕊試液即可檢驗(yàn)出其中H+和SO42—

C．為檢驗(yàn)反應(yīng)的另一種生成物，試管c中應(yīng)加入的試劑為NaOH溶液

D．b中所得到的硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29.5%

(2)從沸騰爐中出來(lái)的爐氣必須經(jīng)除塵、洗滌、干燥后進(jìn)入接觸室，其主要目的是__________。

(3)接觸室中熱交換器是實(shí)現(xiàn)冷熱交換的裝置�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)中也經(jīng)常利用熱交換來(lái)實(shí)現(xiàn)某種實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，如氣、液熱交換時(shí)通常使用的儀器是______________。

(4)接觸室中主要反應(yīng)是SO2的催化氧化，在生成硫酸的過(guò)程中，釩觸媒(V2O5)所以能加快二氧化硫氧化的速度，除了具有吸附作用外，有人認(rèn)為反應(yīng)過(guò)程中還產(chǎn)生了一連串的中間體(如圖)。c步的化學(xué)方程式可表示為_(kāi)______________________。

(5) 工業(yè)上以硫鐵礦為原料制硫酸所產(chǎn)生的尾氣除了含有N2、O2外，還含有SO2、微量的SO3和酸霧。為了保護(hù)環(huán)境，同時(shí)提高硫酸工業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)盡可能將尾氣中的SO2轉(zhuǎn)化為有用的副產(chǎn)品。將尾氣通入粉末狀的碳酸鈣或熟石灰的懸濁液中，經(jīng)過(guò)一系列處理后得到一種相對(duì)分子質(zhì)量為172的化工原料J。試寫(xiě)出J的化學(xué)式_________。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：模擬題 題型：填空題

[三選一選修2：化學(xué)與技術(shù)]
以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖如下：    
(1)沸騰爐中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是______，在上述流程圖E用線段表示出接觸室兩個(gè)出口出來(lái)的與制備反應(yīng)有關(guān)的氣體成分及去向。
(2)依據(jù)工藝流程圖判斷下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是___________。   
a．為使黃鐵礦充分燃燒，需將其粉碎  
b．過(guò)量空氣能提高SO2的轉(zhuǎn)化率   
c．使用催化劑能提高SO2的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率   
d．從沸騰爐出來(lái)的SO2需要凈化，其目的是防止催化劑“中毒”
(3)硫酸工業(yè)是一種易造成多種形式環(huán)境污染的工業(yè)，但若處置得當(dāng)，不僅可防止污染的發(fā)生，而且能變廢為寶。請(qǐng)你提出一種對(duì)尾氣進(jìn)行無(wú)害化處理的方案（用方程式表示）________；對(duì)礦渣的合理利用方法是_________；對(duì)沸騰爐中余熱的利用方法是__________________________ .
(4)某工廠用500t含硫48%的黃鐵礦制備硫酸，若在沸騰爐中有2%的FeS2損失，在接觸室中SO3的產(chǎn)率為96%，則可得到98%的濃硫酸的質(zhì)量是______________。   
a.705.6t    b.720 t c.734.7 t    d.750 t

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同步練習(xí)冊(cè)答案