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硫酸是工業(yè)生產中最為重要的產品之一,在化學工業(yè)的很多領域都要用到濃硫酸.
(1)在硫酸工業(yè)生產中,我國采用黃鐵礦為原料生產SO2,反應的化學方程式為:
 
,該反應在
 
中進行(填儀器名稱).
(2)為了有利于SO2轉化為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)中進行反應.在如圖所示的裝置中,C處流出的氣體有
 
;SO3進入
 
(填儀器名稱)用
 
吸收,得到濃硫酸或發(fā)煙硫酸.
(3)實驗測得SO2反應生成SO3的轉化率與溫度、壓強有關,請根據(jù)下表信息,結合工業(yè)生產實際,選擇最合適的生產條件是
 


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的反應速率和轉化率,下列措施可行的是
 

A、向裝置中通入氮氣且保持體積不變   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方程式
 
考點:工業(yè)制取硫酸
專題:元素及其化合物,化學應用
分析:(1)根據(jù)黃鐵礦的主要成分為4FeS2,煅燒時與O2反應生成Fe2O3和SO2;黃鐵礦煅燒的設備是沸騰爐;
(2)SO2轉化為SO3在接觸室中進行;根據(jù)SO2與O2的反應為可逆反應,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的設備是吸收塔.
(3)根據(jù)SO2的轉化率及生產成本來選擇.
(4)提高反應速率和SO2的轉化率,依據(jù)影響化學反應速率和化學平衡移動方向判斷;
(5)根據(jù)SO2為酸性氧化物,與堿反應生成鹽和水書寫;
解答: 解:(1)黃鐵礦的主要成分為4FeS2,煅燒時與O2反應生成Fe2O3和SO2,化學方程式為:4FeS2+11O2
 高溫 
.
 
2Fe2O3+8SO2;黃鐵礦煅燒的設備是沸騰爐,故答案為:4FeS2+11O2
 高溫 
.
 
2Fe2O3+8SO2;沸騰爐;
(2)SO2轉化為SO3在接觸室中進行;SO2與O2的反應為可逆反應,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的設備是吸收塔,故答案為:接觸室; SO3、SO2、O2;吸收塔;98.3%的H2SO4;
(3)因為SO2與O2的反應是放熱反應,所以選擇的溫度為400℃,而1個標準大氣壓時SO2的轉化率已經很大,再增大壓強,SO2的轉化率提高不大,但會增加生產成本,所以選擇1個標準大氣壓,故答案為:400℃,1個標準大氣壓;
(4)A、恒溫恒容通入與平衡無關的氣體,總壓增大,分壓不變,平衡不動,二氧化硫轉化率不變;故A錯誤;
B、增加氧氣的量,反應物濃度增大,反應速率增大,會使平衡正向進行,提高了二氧化硫的轉化率;故B正確;
C、催化劑只改變速率不改變平衡,不改變轉化率;故C錯誤;
D、降低溫度,及時轉移SO3 可以使平衡正向進行,二氧化硫轉化率增大,但降溫反應速率減小,故D錯誤;
故選B.
(5)SO2為酸性氧化物,與堿反應生成鹽和水,化學方程式為:2NH3?H2O+SO2=(NH42SO3+H2O,
故答案為:2NH3?H2O+SO2=(NH42SO3+H2O;
點評:本題考查了工業(yè)制硫酸的生成過程和反應特征,二氧化硫的催化氧化反應的條件選擇,尾氣吸收的方法判斷,二氧化硫接觸室催化氧化反應的平衡移動,題目難度中等.
練習冊系列答案
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某課外活動小組欲利用CuO與NH3反應,研究NH3的某種性質并測定其組成,設計了如圖實驗裝置(夾持裝置未畫出)進行實驗.請回答下列問題:

(1)儀器a的名稱為
 
;儀器b中可選擇的試劑為
 

(2)實驗室中利用下列各組物質,進行噴泉實驗,不能成功的是
 

A.Cl2與飽和食鹽水              B.CO2 與40%的NaOH溶液
C.NH3與飽和食鹽水             D.HCl與水
(3)實驗中觀察到裝置C中黑色CuO粉末變?yōu)榧t色固體,量氣管有無色無味的氣體,上述現(xiàn)象證明NH3具有
 
性,寫出相應的化學方程式
 

(4)E裝置中濃硫酸的作用
 

(5)實驗完畢,若測得干燥管D增重mg,裝置F測得氣體的體積為nL(已折算成標準狀況),則氨分子中氮、氫的原子個數(shù)比為
 
(用含m、n字母的代數(shù)式表示)

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一定溫度下的恒容容器中,能標志某可逆反應A(s)+2B(g)?C(g)+D(g)已達平衡狀態(tài)的是( �。�
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1
5
,下列說法正確的是( �。�
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B、辛烷蒸氣和空氣的體積比大于2:125時,排出廢氣中氮的氧化物增多
C、辛烷蒸氣和空氣的體積比等于2:125時,排出廢氣中不含一氧化碳和氮的氧化物
D、辛烷蒸氣和空氣的體積比大于2:125時,排出廢氣中一氧化碳含量最多

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(1)寫出A的化學式是
 
;
(2)①②③三個反應中不屬于氧化還原反應的是
 
;
(3)寫出反應①的離子方程式
 

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.原溶液中Cl-的物質的量的濃度為
 
mol/L.

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