Question

以含硫鐵礦石為原料生產硫酸的工藝流程圖如下：

請回答下列問題：
（1）將燃燒含硫鐵礦石的化學方程式補充完整：4______+11O₂2Fe₂O₃+8SO₂．
充分煅燒含硫鐵礦石Wg，反應完全后冷卻至室溫，稱得固體物質的質量是mg，生成SO₂為VL，則含硫鐵礦石中硫元素的質量分數(shù)是（假設礦石中的雜質受熱不分解，也不會與SO₂反應）______．
A.　　B.　　C.　 D.
（2）接觸室中發(fā)生反應的化學方程式是______．
某溫度下，進入接觸室內SO₂和O₂的物質的量比為1：1，反應達到平衡時，壓強減少，則SO₂的轉化率為______．
（3）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的轉化率
c．使用催化劑能提高SO₂的反應速率和轉化率
d．沸騰爐排出的礦渣可供煉鐵
（4）吸收塔用于吸收SO₃氣體的X物質是______（寫名稱）．
已知每240g SO₃氣體與H₂O化合放出390.9kJ的熱量，該反應的熱化學方程是______．
（5）排出的尾氣SO₂既可作為生產硫酸的原料循環(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______．

Answer 1

解：（1）鐵礦石又叫黃鐵礦主要含有FeS₂，利用FeS₂和氧氣反應制取二氧化硫氣體；根據(jù)化學方程式鐵礦石中的硫元素轉化為二氧化硫，由硫元素守恒可計算硫元素在鐵礦石中的含量，利用固體變化計算；
4FeS₂+11O₂2Fe₂O₃+8SO₂ 固體質量減輕
8×64△m=512-352=160
m（SO₂） （ W-m）g
m（SO₂）=（W-m）g，
n（SO₂）=（W-m）mol，
硫鐵礦石中硫元素的質量分數(shù)=×100%=；
故答案為：（1）FeS₂；D
（2）接觸室主要是利用催化劑把二氧化硫在催化劑表面氧化為三氧化硫所以化學方程式為2SO₂+O₂3SO₃；
某溫度下，進入接觸室內SO₂和O₂的物質的量比為1：1，反應達到平衡時，壓強減少，則SO₂的轉化率根據(jù)平衡計算，設二氧化硫反應的物質的量為x
2SO₂+O₂2SO₃
起始量 1 1 0
變化量 x 0.5x x
平衡量1-x 1-0.5x x
反應達到平衡時，壓強減少，即（1-x ）+（ 1-0.5x）+x=2（1-）；x=0.8，
所以二氧化硫轉化率為80%；
故答案為；2SO₂+O₂3SO₃；80%；
（3）a．為使黃鐵礦充分燃燒，需將其粉碎，目的是增加接觸面積提高反應速率，故正確；
b．過量空氣能提高SO₂的轉化率，增加氧氣的量會提高二氧化硫的轉化率，故正確；
c．使用催化劑能提高SO₂的反應速率和轉化率，催化劑能提高反應速率，但不改變平衡，轉化率不變，故錯誤；
d．沸騰爐排出的礦渣可供煉鐵，產物中生成的氧化鐵可用于工業(yè)煉鐵，故正確；
故選abd；
（4）用水吸收三氧化硫易形成酸霧不利于三氧化硫的吸收，工業(yè)上用98.3%的濃硫酸吸收三氧化硫；
每240g SO₃氣體與H₂O化合放出390.9kJ的熱量，即3molSO₃與水化合放熱390.9kJ，1molSO₃與H₂O化合放出130.3kJ，根據(jù)書寫熱化學方程式的要求寫出：SO₃（g）+H₂O（l）═H₂SO₄（l）；△H=-130.3kJ/mol；
故答案為：濃硫酸； SO₃（g）+H₂O（l）═H₂SO₄（l）；△H=-130.3kJ/mol；
（5）溴單質是強氧化劑，可以把二氧化硫氧化為硫酸，本身被還原為溴離子，結合氧化還原反應的特征和規(guī)律寫出離子方程式，為SO₂+Br₂+2H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-；
故答案為：SO₂+Br₂+2H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-
分析：根據(jù)題干條件結合工業(yè)制硫酸的步驟和原理進行分析判斷和計算；
（1）主要是掌握硫鐵礦的成分和化學式的書寫，同時根據(jù)化學方程式計算求得硫鐵礦中硫元素的含量；
（2）接觸室中發(fā)生反應是把二氧化硫在催化劑的表面進行催化氧化生成三氧化硫；
（3）從速率和化學平衡角度分析影響反應速率和平衡的因素；
（4）工業(yè)制硫酸最后吸收三氧化硫避免形成酸霧，不用水吸收，而是用濃硫酸；結合反應和量正確書寫熱化學方程式；
（5）集合二氧化硫的化學性質，遇到強氧化劑表現(xiàn)還原性，遇到強還原劑表現(xiàn)氧化性；
點評：本題考查了工業(yè) 制硫酸的原理、原料的成分和含量計算、工藝流程中的主要問題問題，重點考查了化學平衡的影響因素、平衡計算等知識，