Question

（2010?泰安二模）下面的裝置是仿照工業(yè)上制備硫酸的工藝流程設(shè)計(jì)出來的，用于探究工業(yè)上為何采用98.3%的濃硫酸吸收三氧化硫．

請回答下列問題：
（1）寫出沸騰爐內(nèi)煅燒黃鐵礦的化學(xué)方程式

4FeS₂+11O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+8SO₂

；
（2）上圖中的乙、丙分別相當(dāng)于工業(yè)上制取硫酸設(shè)備中的

接觸室

、

吸收塔

；
（3）丁中的現(xiàn)象為

有酸霧

；
（4）下圖是壓強(qiáng)對SO₂平衡轉(zhuǎn)化率的影響：

轉(zhuǎn)化率%  壓強(qiáng)/MPa  溫度/℃	0.1	0.5	1	10
400	99.2	99.6	99.7	99.9
500	93.5	96.9	97.8	99.3
600	73.7	85.8	89.5	96.4

對SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)可使轉(zhuǎn)化率

增大

，工業(yè)生產(chǎn)中通常采用常壓操作的原因是

常壓下SO₂的轉(zhuǎn)化率已很大

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)工業(yè)制硫酸的原理分析書寫化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)工業(yè)制硫酸的步驟和設(shè)備名稱，結(jié)合實(shí)驗(yàn)裝置的反應(yīng)過程分析解答；
（3）由水吸收容易產(chǎn)生酸霧影響吸收；
（4）分析數(shù)據(jù)，結(jié)合化學(xué)平衡的影響因素和速率影響因素，分析對生產(chǎn)過程中結(jié)果的影響和生產(chǎn)效益．

解答：解：（1）工業(yè)接觸法制硫酸三步驟：第一步：SO₂的制取，第二步：SO₃的制取，第三步：硫酸的生成；第一步是黃鐵礦的燃燒，化學(xué)方程式為4FeS₂+11O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+8SO₂，
故答案為：4FeS₂+11O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+8SO₂；
（2）裝置乙是把生成的二氧化硫催化氧化，相當(dāng)于工業(yè)上制取硫酸設(shè)備中的接觸室，裝置丙相當(dāng)于工業(yè)上制取硫酸設(shè)備中的吸收塔．故答案為：接觸室；吸收塔；
（3）工業(yè)生成中吸收三氧化硫用98.3%的濃硫酸，用水吸收容易形成酸霧影響吸收效果；故答案為：有酸霧；
（4）工業(yè)上利用2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g），△H=-98.3kJ?mol^-1反應(yīng)制備SO₃，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，正方向?yàn)轶w積減少的放熱反應(yīng)，從化學(xué)平衡移動條件分析應(yīng)該采用低溫高壓有利于生成三氧化硫；增大壓強(qiáng)可以使二氧化硫的轉(zhuǎn)化率增大；而根據(jù)表格中提供的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，壓強(qiáng)的增加引起SO₂轉(zhuǎn)化率的變化并不明顯，所以工業(yè)上直接采用常壓；同時(shí)反應(yīng)中使用催化劑，為了使催化劑的催化活性最強(qiáng)，根據(jù)表格中提供的數(shù)據(jù)應(yīng)該采用400℃～500℃；故答案為：增大；常壓下SO₂的轉(zhuǎn)化率已很大．

點(diǎn)評：本題主要考查工業(yè)正極硫酸的生產(chǎn)原理和裝置名稱，重點(diǎn)是制備過程中的注意問題和條件的選擇依據(jù)，運(yùn)用平衡理論分析解決問題的能力，對知識的綜合運(yùn)用和遷移能力．