Question

硫酸工業(yè)流程如下所示：

（1）催化反應(yīng)室發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：______．
該反應(yīng)通常用V₂O₅作催化劑，其催化機理可能是：V₂O₅氧化SO₂時，自身被還原為四價釩化合物；四價釩化合物再被O₂氧化．寫出該催化循環(huán)機理的化學(xué)方程式：______．
（2）依據(jù)流程圖判斷下列說法正確的是______（填字母）．
a．過量空氣能提高SO₂的轉(zhuǎn)化率
b．使用催化劑能提高SO₂的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率
c．用98%的硫酸吸收SO₃，可以避免形成酸霧并提高吸收率
（3）每160g SO₃氣體與H₂O（l）化合放出260.6kJ的熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是______．
（4）吸收塔排出的尾氣先用氨水吸收，再用濃硫酸處理．這樣做除了防止SO₂污染環(huán)境并得到銨鹽外，主要目的是：______．

Answer 1

解：（1）催化反應(yīng)室發(fā)生的反應(yīng)是二氧化硫的催化氧化反應(yīng)生成三氧化硫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2SO₂（g）+O₂（g） 2SO₃（g）；該催化循環(huán)機理是V₂O₅氧化SO₂時，自身被還原為四價釩化合物；四價釩化合物再被O₂氧化為五氧化二釩，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SO₂+V₂O₅=SO₃+2VO₂； O₂+4VO₂=2V₂O₅；
故答案為：2SO₂（g）+O₂（g） 2SO₃（g）；SO₂+V₂O₅=SO₃+2VO₂； O₂+4VO₂=2V₂O₅；
（2）依據(jù)工業(yè)生產(chǎn)流程結(jié)合反應(yīng)原理分析；
a．過量空氣增大氧氣濃度，能提高SO₂的轉(zhuǎn)化率，故a正確；
b．催化劑可以加快反應(yīng)速率，平衡不動，但使用催化劑能不提高SO₂的轉(zhuǎn)化率，故b錯誤；
c．三氧化硫易溶于水，用98%的硫酸吸收SO₃，可以避免形成酸霧并提高吸收率，故c正確；
故答案為：a、c；
（3）每160g SO₃氣體與H₂O（l）化合放出260.6kJ的熱量，80g三氧化硫與水反應(yīng)放熱130.3KJ，反應(yīng)的熱化學(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；
（4）吸收塔排出的尾氣先用氨水吸收，再用濃硫酸處理．這樣做吸收二氧化硫防止污染環(huán)境，得到高濃度的二氧化硫，除了防止SO₂污染環(huán)境并得到銨鹽外，能得到較高濃度的SO₂，實現(xiàn)原料循環(huán)再利用；
故答案為：得到較高濃度的SO₂，原料循環(huán)再利用；
分析：（1）催化反應(yīng)室發(fā)生的反應(yīng)是二氧化硫的催化氧化反應(yīng)生成三氧化硫；該催化循環(huán)機理是V₂O₅氧化SO₂時，自身被還原為四價釩化合物；四價釩化合物再被O₂氧化為五氧化二釩；
（2）依據(jù)化學(xué)平衡影響因素和平衡移動原理和工業(yè)制備原理分析判斷；
（3）每160g SO₃氣體與H₂O（l）化合放出260.6kJ的熱量，80g三氧化硫與水反應(yīng)放熱130.3KJ，依據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法寫出；
（4）用氨水吸收，再用濃硫酸處理是先生成亞硫酸銨，在和硫酸反應(yīng)生成濃度高的二氧化硫，實現(xiàn)原料循環(huán)利用；
點評：本題考查了硫酸工業(yè)制備原理應(yīng)用和注意問題，主要是催化劑的催化原理分析，熱化學(xué)方程式書寫，題目難度中等．