以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸的主要設(shè)備是沸騰爐、（爐氣精制）、接觸室和吸收塔等．
（1）請寫出爐氣制造即沸騰爐中黃鐵礦燃燒的化學(xué)方程式______．
（2）爐氣精制的作用是將含SO2進(jìn)行除法和水洗．而精制爐氣即SO2的催化氧化，在接觸室中進(jìn)行．
A、精制爐氣（含SO2體積分?jǐn)?shù)為7%、O2為11%、N2為82%）中SO2平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強關(guān)系如圖1所示．在實際生產(chǎn)中，SO2催化氧化反應(yīng)的條件選擇常壓、450℃左右（對應(yīng)圖中A點），而沒有選擇SO2轉(zhuǎn)化率更高的B或C點對應(yīng)的反應(yīng)條件，其原因分別是______、______．
B、接觸室中2SO2（g）+O2（g） 數(shù)學(xué)公式2SO3（g），反應(yīng)過程的能量變化如圖2所示．
已知1mol SO2（g）氧化為1mol SO3（g）的△H=-99kJ?mol-1．請回答下列問題：
①圖中C點表示______，E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱______（填“有”或“無”） 影響．該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑，加V2O5會使圖中B點______（填“升高”或“降低”）．
②反應(yīng)達(dá)到平衡時，平衡常數(shù)表達(dá)式K=______，升高溫度，K值______（填“增大”、“減小”或“不變”）；圖中△H=______kJ?mol-1．
（3）從吸收塔出來的氣體用一定量氨水吸收，得到的銨鹽產(chǎn)品是（NH4）2SO3和NH4HSO3的混合物．取不同質(zhì)量的銨鹽，分別加入x mol/L的50.00mL NaOH溶液中，經(jīng)沸水�。ù藴囟认落@鹽自身不分解）加熱使氨氣全部逸出，干燥后用濃硫酸完全吸收．實驗數(shù)據(jù)如下：
實驗次數(shù)銨鹽質(zhì)量（g）濃硫酸增加的質(zhì)量（g）
第一次1.5700.340
第二次3.1400.680
第三次4.7100.510
第四次6.2800
①該銨鹽中（NH4）2SO3和NH4HSO3的物質(zhì)的量之比為______．
②x的值為______．

解：（1）根據(jù)反應(yīng)原料寫出化學(xué)方程式4FeS2+11O22Fe2O3+4SO2，故答案為4FeS2+11O22Fe2O3+4SO2
（2）①E為活化能，不影響化學(xué)反應(yīng)能量，加入催化劑可改變反應(yīng)歷程并降低活化能．
②K只與溫度相關(guān)的函數(shù)，升高溫度，由于本反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡向逆移動，故K減�。粓D中表示的是反應(yīng)2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），表示2mol二氧化硫反應(yīng)放出的熱量，已知1mol SO2（g）氧化為1mol SO3（g）的△H=-99kJ?mol-1，所以圖中的焓變?yōu)?9kJ?mol-1×2=198KJ?mol-1，
故答案為：①生成物能量，無，降低．②，減小，-198．
（3）本反應(yīng)歷程是：OH-首先是和NH4HSO3中的H+反應(yīng)，隨后有多的OH-再和NH4+反應(yīng)放出氨氣，所以隨著銨鹽的量的增大，NH4HSO3的量也增大，放出的氨氣的量會為0．濃硫酸增加的質(zhì)量就是氨氣的質(zhì)量．第一次和第二次放出的氨氣的量是一樣的，所以說第一次肯定是OH-的量過量．利用第二次的量計算（因為是OH-不足）．
設(shè)：（NH4）2SO3的物質(zhì)的量為a，NH4HSO3的物質(zhì)的量為b
116a+99b=3.140（質(zhì)量守恒）…①
17（2a+b）=0.680（元素守恒）…②
解得a=0.010mol，b=0.020mol，即（NH4）2SO3和NH4HSO3的物質(zhì)的量之比為1：2．
再根據(jù)（NH4）2SO3～2NaOH，NH4HSO3～NaOH，可算出x=1.2mol/L．
故答案為：①1：2．②1.2．
分析：（1）結(jié)合工業(yè)制硫酸的原理書寫化學(xué)方程式；
（2）A、根據(jù)圖中所示，結(jié)合實際生成和需要，在常壓下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高了，再加壓需要對設(shè)備更新投入，且提高的余地很小，無經(jīng)濟效益；溫度過低，反應(yīng)速率低生產(chǎn)周期長影響生成效益；
B、根據(jù)圖形分析結(jié)合能量高低進(jìn)行判斷，催化劑只改變反應(yīng)的活化能不改變平衡，反應(yīng)的焓變只與起始和終了物質(zhì)的能量有關(guān)，與反應(yīng)過程無關(guān)，運用化學(xué)平衡的理論，改變條件，依據(jù)平衡移動的方向來分析判斷，K值只隨溫度的變化而變化；
（3）本反應(yīng)歷程是：OH-首先是和NH4HSO3中的H+反應(yīng)，隨后有多的OH-再和NH4+反應(yīng)放出氨氣，所以隨著銨鹽的量的增大，NH4HSO3的量也增大，放出的氨氣的量會為0．濃硫酸增加的質(zhì)量就是氨氣的質(zhì)量．第一次和第二次放出的氨氣的量是一樣的，所以說第一次肯定是OH-的量過量．利用第二次的量計算（因為是OH-不足）．
點評：本題考查了影響化學(xué)平衡的因素，利用平衡進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的條件選擇，反應(yīng)焓變的計算和影響因素，平衡常數(shù)的書寫與判斷，元素守恒、質(zhì)量守恒的計算應(yīng)用等知識．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（2010?海南）Ⅰ固硫劑是把煤燃燒時生成的二氧化硫以鹽的形式固定在爐渣中的物質(zhì)，可減少二氧化硫?qū)Υ髿獾奈廴荆铝形镔|(zhì)中可用做固硫劑的有
A、B
A、B

A．CaO    B．Na2C03    C．NH4N03    D．P205
Ⅱ以黃鐵礦為原料，采用接觸法生產(chǎn)硫酸的流程可簡示如下：

請回答下列問題：
（1）在爐氣制造中，生成S02的化學(xué)方程式為
4FeS2+11O2
 高溫 
.
 
4Fe2O3+8SO2
4FeS2+11O2
 高溫 
.
 
4Fe2O3+8SO2
；
（2）爐氣精制的作用是將含S02的爐氣
除塵、
除塵、
、
水洗
水洗
及干燥，如果爐氣不經(jīng)過精制，對S02催化氧化的影響是
砷、硒等化合物會使催化劑中毒，水蒸氣對設(shè)備和生產(chǎn)有不良影響
砷、硒等化合物會使催化劑中毒，水蒸氣對設(shè)備和生產(chǎn)有不良影響
．
（3）精制爐氣（含SO2體積分?jǐn)?shù)為7%、O2為ll%、N2為82%）中S02平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強關(guān)系如下圖所示．在實際生產(chǎn)中，S02催化氧化反應(yīng)的條件選擇常壓、450℃；左右（對應(yīng)圖中A點），而沒有選擇S02轉(zhuǎn)化率更高的B或C點對應(yīng)的反應(yīng)條件，其原因分別是
不選B點，因為壓強越大對設(shè)備的投資越大，消耗的動能越大．SO2的轉(zhuǎn)化率在1個大氣壓下的轉(zhuǎn)化率已達(dá)到97%左右，在提高壓強，SO2的轉(zhuǎn)化率提高的余地很小，所以采用1個大氣壓
不選B點，因為壓強越大對設(shè)備的投資越大，消耗的動能越大．SO2的轉(zhuǎn)化率在1個大氣壓下的轉(zhuǎn)化率已達(dá)到97%左右，在提高壓強，SO2的轉(zhuǎn)化率提高的余地很小，所以采用1個大氣壓
、
不選C點，因為溫度越低，SO2的轉(zhuǎn)化率雖然更高，但催化劑的催化作用會受影響，450℃時，催化劑的催化效率最高，故選擇A點，而不選擇C點．
不選C點，因為溫度越低，SO2的轉(zhuǎn)化率雖然更高，但催化劑的催化作用會受影響，450℃時，催化劑的催化效率最高，故選擇A點，而不選擇C點．
；

（4）在S02催化氧化設(shè)備中設(shè)置熱交換器的目的是
利用反應(yīng)放出的熱量預(yù)熱原料氣體
利用反應(yīng)放出的熱量預(yù)熱原料氣體
、
上層反應(yīng)氣經(jīng)熱交換器溫度降到400～500℃進(jìn)入下層使反應(yīng)更加完全
上層反應(yīng)氣經(jīng)熱交換器溫度降到400～500℃進(jìn)入下層使反應(yīng)更加完全
，從而充分利用能源．

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源：福建省泉州市德化縣2010屆高三上學(xué)期期末考試化學(xué)試卷 題型：022

以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖如下：

(1)請寫出沸騰爐中黃鐵礦燃燒的化學(xué)方程式：________________．

(2)接觸室中2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，反應(yīng)過程的能量變化如圖所示．已知1 mol　SO2(g)氧化為1 mol　SO3(g)的ΔH＝－99 kJ·mol－1．請回答下列問題：

①依據(jù)工藝流程圖判斷下列說法正確的是(選填序號字母)________．

a．為使黃鐵礦充分燃燒，需將其粉碎

b．過量空氣能提高SO2的轉(zhuǎn)化率

c．使用催化劑能提高SO2的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率

d．沸騰爐排出的礦渣可供煉鐵

②反應(yīng)達(dá)到平衡時，平衡常數(shù)表達(dá)式K＝________，升高溫度，K值________(填“增大”、“減小”或“不變”)；圖中△H＝________KJ·mol－1．

③圖中C點表示________，E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱________(填“有”或“無”)影響．該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑，加V2O5會使圖中B點________(填“升高”或“降低”)．

④如果反應(yīng)速率v(SO2)為0.05 mol·L－1·min－1，則v(O2)＝________mol·L－1·min－1；

⑤已知單質(zhì)硫的燃燒熱為－296 KJ·mol－1，計算由S(s)生成3 mol　SO3(g)的△H＝________．

(3)吸收塔排出的尾氣先用氨水吸收，再用濃硫酸處理，得到較高濃度的SO2和銨鹽．SO2既可作為生產(chǎn)硫酸的原料循環(huán)再利用，也可用于工業(yè)制溴過程中吸收潮濕空氣中的Br2．SO2吸收Br2的離子方程式是________________．

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸，根據(jù)下列方程式：

（1）FeS2（s）+11/4O2（g）====1/2Fe2O3（s）+2SO2（g）；ΔH=－835 kJ·mol－1

（2）SO2（g）+1/2O2（g）====SO3（g）；ΔH=－98.3 kJ·mol－1

（3）SO3（g）+H2O（l）====H2SO4（l）；ΔH=－130.3 kJ·mol－1

計算將1.0 mol FeS2中的硫全部轉(zhuǎn)化為H2SO4，理論上可產(chǎn)生多少熱量？

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

工業(yè)上以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸主要分為三個階段進(jìn)行，即在沸騰爐中煅燒黃鐵礦、SO2的催化氧化及其SO3的吸收。請回答下列幾個有關(guān)硫酸工業(yè)中的幾個問題。

（1）生產(chǎn)硫酸最古老的方法是以綠礬為原料，在蒸餾釜中煅燒。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2FeSO4·7H2O  Fe2O3 + SO2↑+ SO3↑+ 14H2O。其中三氧化硫與水蒸氣同時冷凝便得到硫酸。用如圖所示裝置模擬用綠礬制硫酸的實驗，并檢驗生成的硫酸和二氧化硫（加熱裝置已略去）。其中b為干燥的試管。下列關(guān)于該反應(yīng)說法正確的是(     )

A．若將反應(yīng)后的三種氣體通入BaCl2溶液中，產(chǎn)生的沉淀為BaSO3、BaSO4

B．b中產(chǎn)物用紫色石蕊試液即可檢驗出其中H+和SO42—

C．為檢驗反應(yīng)的另一種生成物，試管c中應(yīng)加入的試劑為NaOH溶液

D．b中所得到的硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29.5%

(2)從沸騰爐中出來的爐氣必須經(jīng)除塵、洗滌、干燥后進(jìn)入接觸室，其主要目的是__________。

(3)接觸室中熱交換器是實現(xiàn)冷熱交換的裝置�；瘜W(xué)實驗中也經(jīng)常利用熱交換來實現(xiàn)某種實驗?zāi)康模鐨�、液熱交換時通常使用的儀器是______________。

(4)接觸室中主要反應(yīng)是SO2的催化氧化，在生成硫酸的過程中，釩觸媒(V2O5)所以能加快二氧化硫氧化的速度，除了具有吸附作用外，有人認(rèn)為反應(yīng)過程中還產(chǎn)生了一連串的中間體(如圖)。c步的化學(xué)方程式可表示為_______________________。

(5) 工業(yè)上以硫鐵礦為原料制硫酸所產(chǎn)生的尾氣除了含有N2、O2外，還含有SO2、微量的SO3和酸霧。為了保護(hù)環(huán)境，同時提高硫酸工業(yè)的綜合經(jīng)濟效益，應(yīng)盡可能將尾氣中的SO2轉(zhuǎn)化為有用的副產(chǎn)品。將尾氣通入粉末狀的碳酸鈣或熟石灰的懸濁液中，經(jīng)過一系列處理后得到一種相對分子質(zhì)量為172的化工原料J。試寫出J的化學(xué)式_________。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源：模擬題 題型：填空題

[三選一選修2：化學(xué)與技術(shù)]
以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖如下：    
(1)沸騰爐中反應(yīng)的化學(xué)方程式為______，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是______，在上述流程圖E用線段表示出接觸室兩個出口出來的與制備反應(yīng)有關(guān)的氣體成分及去向。
(2)依據(jù)工藝流程圖判斷下列說法錯誤的是___________。   
a．為使黃鐵礦充分燃燒，需將其粉碎  
b．過量空氣能提高SO2的轉(zhuǎn)化率   
c．使用催化劑能提高SO2的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率   
d．從沸騰爐出來的SO2需要凈化，其目的是防止催化劑“中毒”
(3)硫酸工業(yè)是一種易造成多種形式環(huán)境污染的工業(yè)，但若處置得當(dāng)，不僅可防止污染的發(fā)生，而且能變廢為寶。請你提出一種對尾氣進(jìn)行無害化處理的方案（用方程式表示）________；對礦渣的合理利用方法是_________；對沸騰爐中余熱的利用方法是__________________________ .
(4)某工廠用500t含硫48%的黃鐵礦制備硫酸，若在沸騰爐中有2%的FeS2損失，在接觸室中SO3的產(chǎn)率為96%，則可得到98%的濃硫酸的質(zhì)量是______________。   
a.705.6t    b.720 t c.734.7 t    d.750 t

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案