Question

硫酸是工業(yè)生產(chǎn)中最為重要的產(chǎn)品之一，在化學(xué)工業(yè)的很多領(lǐng)域都要用到濃硫酸．
（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

 

中進(jìn)行（填儀器名稱）．
（2）為了有利于SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃，且能充分利用熱能，采用了多層催化劑且有熱交換器的

 

（填儀器名稱）中進(jìn)行反應(yīng)．在如圖所示的裝置中，C處流出的氣體有

 

；SO₃進(jìn)入

 

（填儀器名稱）用

 

吸收，得到濃硫酸或發(fā)煙硫酸．
（3）實(shí)驗(yàn)測得SO₂反應(yīng)生成SO₃的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)有關(guān)，請根據(jù)下表信息，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，選擇最合適的生產(chǎn)條件是

 

．

	1個大氣壓	5個大氣壓	10個大氣壓	15個大氣壓
400℃	0.9961	0.9972	0.9984	0.9988
500℃	0.9675	0.9767	0.9852	0.9894
600℃	0.8520	0.8897	0.9276	0.9468

（4）現(xiàn)在欲提高SO₂的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是

 

．
A、向裝置中通入氮?dú)馇冶３煮w積不變   B、向裝置中通入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）由吸收塔排出的尾氣中有SO₂的含量如果超過500μL/L，就要加以處理后才能排出，處理方法之一是用氨水洗滌煙氣脫硫，用方程式表示氨水洗滌吸收塔排除的尾氣的化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：工業(yè)制取硫酸

專題：元素及其化合物,化學(xué)應(yīng)用

分析：（1）根據(jù)黃鐵礦的主要成分為4FeS₂，煅燒時與O₂反應(yīng)生成Fe₂O₃和SO₂；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(jìn)行；根據(jù)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）根據(jù)SO₂的轉(zhuǎn)化率及生產(chǎn)成本來選擇．
（4）提高反應(yīng)速率和SO₂的轉(zhuǎn)化率，依據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動方向判斷；
（5）根據(jù)SO₂為酸性氧化物，與堿反應(yīng)生成鹽和水書寫；

解答： 解：（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

高溫  .

2Fe₂O₃+8SO₂；黃鐵礦煅燒的設(shè)備是沸騰爐，故答案為：4FeS₂+11O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+8SO₂；沸騰爐；
（2）SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃在接觸室中進(jìn)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，故答案為：接觸室； SO₃、SO₂、O₂；吸收塔；98.3%的H₂SO₄；
（3）因?yàn)镾O₂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(biāo)準(zhǔn)大氣壓時SO₂的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大，再增大壓強(qiáng)，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(biāo)準(zhǔn)大氣壓，故答案為：400℃，1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；
（4）A、恒溫恒容通入與平衡無關(guān)的氣體，總壓增大，分壓不變，平衡不動，二氧化硫轉(zhuǎn)化率不變；故A錯誤；
B、增加氧氣的量，反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率增大，會使平衡正向進(jìn)行，提高了二氧化硫的轉(zhuǎn)化率；故B正確；
C、催化劑只改變速率不改變平衡，不改變轉(zhuǎn)化率；故C錯誤；
D、降低溫度，及時轉(zhuǎn)移SO₃ 可以使平衡正向進(jìn)行，二氧化硫轉(zhuǎn)化率增大，但降溫反應(yīng)速率減小，故D錯誤；
故選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：2NH₃?H₂O+SO₂=（NH₄）₂SO₃+H₂O，
故答案為：2NH₃?H₂O+SO₂=（NH₄）₂SO₃+H₂O；

點(diǎn)評：本題考查了工業(yè)制硫酸的生成過程和反應(yīng)特征，二氧化硫的催化氧化反應(yīng)的條件選擇，尾氣吸收的方法判斷，二氧化硫接觸室催化氧化反應(yīng)的平衡移動，題目難度中等．