Question

以黃鐵礦(主要成分是FeS₂)為原料生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖如下：

(1)若從下列四個城市中選擇一處新建一座硫酸廠，你認為廠址宜選在______的郊區(qū)(填標號）

A.有豐富黃鐵礦資源的城市        B.風(fēng)光秀麗的旅游城市

C.消耗硫酸甚多的工業(yè)城市        D.人口稠密的文化、商業(yè)中心城市

(2)沸騰爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____，接觸室中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____。

(3)    在硫酸工業(yè)制法中，下列生產(chǎn)操作與說明生產(chǎn)操作的主要原因二者都正確的是_____。

A.      硫鐵礦燃燒前要粉碎，因為大塊的黃鐵礦不能在空氣中反應(yīng)

B.      從沸騰爐出來的氣體要凈化，因為爐氣中的SO₂會與雜質(zhì)反應(yīng)

C.      SO₂氧化成SO₃要用催化劑，這樣可提高SO₂的轉(zhuǎn)化率

D.      SO₃用98. 3%的濃硫酸來吸收，目的是為了防止形成酸霧，以提髙SO₃吸收效率

(4)    下表是壓強對SO₂平衡轉(zhuǎn)化率的影響

對于SO₂轉(zhuǎn)化SO₃的反應(yīng),增大壓強可使轉(zhuǎn)化率______________，但在實際工業(yè)生產(chǎn)中常采用常壓條件，理由是________________________________。

(5)某工廠用500t含硫量為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_____t。

 

Answer 1

【答案】

（15分） （1）C （2分）

（2）4FeS₂＋11O₂2Fe₂O₃＋8SO₂ (2分)   2SO₂＋O₂2SO₃ (2分)

（3）D （2分） （4）升高  常壓下轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，增加壓強可提高轉(zhuǎn)化率，但增加了設(shè)備、動力成本等，效益反而下降 （3分）  （5）376.32t （4分）

【解析】

試題分析：（1）A、硫酸廠廠址的選擇綜合經(jīng)濟效益考慮，硫酸產(chǎn)品的運輸成本要高于原料黃鐵礦的運輸成本，故A不正確；B、風(fēng)光秀麗的旅游城市，不靠近原料基地，也不靠近消耗硫酸的工業(yè)城市，導(dǎo)致原料運輸與產(chǎn)品運輸成本高，同時還會對旅游城市造成污染，故B不正確；C、由于硫酸產(chǎn)品的運輸成本要高于原料黃鐵礦的運輸成本，所以廠址應(yīng)選擇在消耗硫酸甚多的工業(yè)城市，故C正確；D、人口稠密的文化、商業(yè)中心城市，遠離原料基地和消耗硫酸的工業(yè)城市，同時為了防止污染環(huán)境，不宜考慮作為硫酸廠廠址．故D不正確，所以答案選C。

（2）黃鐵礦在沸騰爐中發(fā)生反應(yīng)，所以沸騰爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeS₂＋11O₂2Fe₂O₃＋8SO₂；生成的SO₂在接觸室中被氧化生成三氧化硫，因此接觸室中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2SO₂＋O₂2SO₃。

（3）A、在硫酸工業(yè)制法中，黃鐵礦燃燒前需要粉碎，是為了增大與空氣的接觸面，加快反應(yīng)速率，不是因為大塊的黃鐵礦不能在空氣中燃燒，故A不正確；B、從沸騰爐出來的爐氣中含有SO₂、O₂、N₂、水蒸氣、灰塵、砷硒化合物等，由于砷硒化合物能導(dǎo)致催化劑失去催化活性，因此需凈化，不是因為爐氣中二氧化硫會與雜質(zhì)反應(yīng)，故B不正確；C、二氧化硫氧化為三氧化硫時需使用催化劑，目的是加快反應(yīng)速率，提高產(chǎn)量．并不能提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，故C不正確；D、在吸收塔中三氧化硫用98.3%的濃硫酸吸收，目的是防止形成酸霧，以提高三氧化硫的吸收效率．故D正確，答案選D。

（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，增大壓強，SO₂的轉(zhuǎn)化率升高。由于在常壓下SO₂轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，增加壓強可提高轉(zhuǎn)化率，但增加了設(shè)備、動力成本等，效益反而下降，所以在實際工業(yè)生產(chǎn)中常采用常壓條件。

（5）根據(jù)S元素守恒可知： FeS₂～～～～～～～～～～～～～2H₂SO₄

                          120t                           2×98t

                   500t×0.48×0.98×0.96               m×0.98

解得m＝376.32t

考點：考查工業(yè)生產(chǎn)濃硫酸的有關(guān)判斷、計算以及外界條件對反應(yīng)速率和平衡狀態(tài)的影響等