Question

硫酸是工業(yè)生產(chǎn)中重要的產(chǎn)品之一，以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸的簡單流程如下圖所示。

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（1）黃鐵礦燃燒生成SO₂的化學方程式為_____________；接觸室中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為____________________。

（2）為充分利用反應(yīng)放出的熱量，接觸室中應(yīng)安裝_____________（填設(shè)備名稱）；吸收塔中填充有許多瓷管，其作用為__________________。

（3）為使黃鐵礦煅燒充分，常通入過量40％的空氣，則煅燒后爐氣中SO₂的體積分數(shù)為____________________（設(shè)空氣中氧氣的體積分數(shù)為0．20）；將上述爐氣經(jīng)凈化除塵后直接送入接觸室，流量為1．00m³／s，從接觸室導出氣體的流量為0．95m³／s（同溫同壓下測定），則SO₂的轉(zhuǎn)化率為________________％。

（4）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的離子方程式為___________________。

（5）硫酸的用途非常廣泛，可應(yīng)用于下列____________（可多選）。

a．橡膠的硫化        b．過磷酸鈣的制備

c．鉛蓄電池的生產(chǎn)    d．表面活性劑“烷基苯磺酸鈉”的合成

 

Answer 1

【答案】

（15分）4FeS₂+11O₂4Fe₂O₃+8SO₂（2分）  2SO₂+O₂2SO₃（2分）

（2）熱交換器（1分）  增加SO₃與濃硫酸的接觸面，有利于SO₃的吸收（1分）

（3）0.108（2分）   92.6（2分）

（4）SO₂＋Br₂＋2H₂O＝4H^＋＋2Br^－＋SO₄^2－（2分）  （5）b c d（3分）

【解析】

試題分析：（1）黃鐵礦燃燒燃燒生成SO₂和氧化鐵，反應(yīng)的化學方程式為FeS₂＋11O₂4Fe₂O₃＋8SO₂；接觸室中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為2SO₂＋O₂2SO₃。

（2）為充分利用反應(yīng)放出的熱量，接觸室中應(yīng)安裝熱交換器；吸收塔中填充有許多瓷管，可以增加反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，即作用為增加SO₃與濃硫酸的接觸面，有利于SO₃的吸收。

（3）設(shè)二者恰好反應(yīng)時需要空氣的體積是x，則

4FeS₂+11O₂4Fe₂O₃+8SO₂

            11                 8

           0.2x                1.6x/11

則反應(yīng)后SO₂的體積分數(shù)是＝0.108

2SO₂+O₂2SO₃    △V↓

2     1      2         1

0.1                 1－0.95

所以SO₂的轉(zhuǎn)化率是×100%＝92.6%

（4）單質(zhì)溴具有氧化性，能把SO₂氧化生成硫酸，反應(yīng)的離子方程式是SO₂＋Br₂＋2H₂O＝4H^＋＋2Br^－＋SO₄^2－。

（5）硫酸的用途非常廣泛，主要用于過磷酸鈣的制備、鉛蓄電池的生產(chǎn)表面活性劑“烷基苯磺酸鈉”的合成，橡膠的硫化用的是單質(zhì)硫，答案選bcd。

考點：考查硫酸的工業(yè)制備、計算、反應(yīng)條件的控制以及硫酸的用途、SO₂的吸收