Question

【題目】[化學(xué)——選修2：化學(xué)與技術(shù)]

硫酸是工業(yè)生產(chǎn)中重要的產(chǎn)品之一，在很多領(lǐng)域都有重要用途。回答下列問題：

（1）在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，我國采用黃鐵礦為原料生產(chǎn)SO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________；該反應(yīng)在___________________(填設(shè)備名稱)中進行。

（2）為了有利于SO2轉(zhuǎn)化為SO3，且能充分利用熱能，可采用在有多層催化劑且有熱交換器的______(填設(shè)備名稱)中進行反應(yīng)。在如圖所示的裝置中，C處流出的氣體有_______(填設(shè)備名稱)中用______吸收，得到濃硫酸或發(fā)煙硫酸。

（3）實驗測得：SO2生成SO3的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如下表所示。已知400～600℃催化劑的催化效果較好，結(jié)合生產(chǎn)實際，選擇最合適的生產(chǎn)條件是___________。

（4）欲提高SO2的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是__________(填選項字母)。

A．向裝置中通入氮氣且保持體積不變 B．向裝置中通入稍過量氧氣且保持體積不變

C．添加更多的催化劑 D．降低溫度，及時轉(zhuǎn)移SO3

（5）吸收塔排出的尾氣中，若SO2的含量超過500L·L-1，就要加以處理，處理方法之一是用氨水洗滌煙氣脫硫，用足量氨水吸收尾氣中SO2的化學(xué)方程式為__________________________________。

Answer 1

【答案】（1）4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 沸騰爐 （2）接觸室；SO2、SO3、O2；吸收塔；98.3%的H2SO4

（3）400℃，1個標準大氣壓 （4）B （5）2NH3H2O+SO2＝(NH4)2SO3+H2O

【解析】

試題分析：（1）黃鐵礦的主要成分為4FeS2，煅燒時與O2反應(yīng)生成Fe2O3和SO2，化學(xué)方程式為：4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2；黃鐵礦煅燒的設(shè)備是沸騰爐。

（2）SO2轉(zhuǎn)化為SO3在接觸室中進行；SO2與O2的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，所以C處流出的氣體有：SO2、SO3、O2；為了防止酸霧的形成，用98.3%的H2SO4吸收SO3，吸收SO3的設(shè)備是吸收塔。

（3）因為SO2與O2的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以選擇的溫度為400℃，而1個標準大氣壓時SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大，再增大壓強，SO2的轉(zhuǎn)化率提高不大，但會增加生產(chǎn)成本，所以選擇1個標準大氣壓。

（4）A．向裝置中通入氮氣且保持體積不變，二氧化硫的濃度不變，反應(yīng)速率不變，轉(zhuǎn)化率也不變，A錯誤；B．向裝置中通入稍過量氧氣且保持體積不變，反應(yīng)速率加快，平衡向正反應(yīng)方向進行，二氧化硫轉(zhuǎn)化率增大，B正確；C．添加更多的催化劑改變反應(yīng)速率，但不能改變平衡狀態(tài)，C錯誤；D．降低溫度，及時轉(zhuǎn)移SO3，平衡向正反應(yīng)方向進行，但反應(yīng)速率減小，D錯誤，答案選B。

（5）SO2為酸性氧化物，與堿反應(yīng)生成鹽和水，化學(xué)方程式為：2NH3H2O+SO2＝(NH4)2SO3+H2O。