Question

選考題[化學(xué)—選修2：化學(xué)與技術(shù)]（15分）

硫酸是工業(yè)生產(chǎn)中最為重要的產(chǎn)品之一，在化學(xué)工業(yè)的很多領(lǐng)域都要用到濃硫酸。

（1）在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，我國采用黃鐵礦為原料生產(chǎn)SO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為： ，該反應(yīng)在 中進行（填儀器名稱）。

(2)為了有利于SO2轉(zhuǎn)化為SO3，且能充分利用熱能，采用了多層催化劑且有熱交換器的 (填儀器名稱)中進行反應(yīng)。在如圖所示的裝置中，C處流出的氣體有 ；SO3進入 （填儀器名稱）用 吸收，得到濃硫酸或發(fā)煙硫酸。

（3）實驗測得SO2反應(yīng)生成SO3的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強有關(guān)，請根據(jù)下表信息，

結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實際，選擇最合適的生產(chǎn)條件是 。

（4）現(xiàn)在欲提高SO2的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是 。

A、向裝置中通入氮氣且保持體積不變

B、向裝置中通入氧氣且保持體積不變

C、添加更多的催化劑

D、降低溫度，及時轉(zhuǎn)移SO3

（5）由吸收塔排出的尾氣中有SO2的含量如果超過500μL/ L，就要加以處理后才能排出，處理方法之一是用氨水洗滌煙氣脫硫，用方程式表示氨水洗滌吸收塔排除的尾氣的化學(xué)方程式 。

 

Answer 1

（1）4FeS2 + 11 O2=2Fe2O3 + 8SO2 沸騰爐 （2）接觸室 SO3、SO2、O2 吸收塔

98.3%的H2SO4 （3）400℃，1個標準大氣壓 （4）B （5）2NH3·H2O + SO2 =（NH4）2SO3 + H2O

【解析】

試題解析：（1）黃鐵礦的主要成分是FeS2，在沸騰爐中高溫條件下與氧氣反應(yīng)生成二氧化硫和三氧化二鐵，其反應(yīng)方程式為：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2，該反應(yīng)在沸騰爐中進行；（2）為了有利于SO2的轉(zhuǎn)化為SO3，且能充分利用熱能，應(yīng)使該反應(yīng)在接觸室中進行；SO2的轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，根據(jù)可逆反應(yīng)的特點可知：反應(yīng)達到平衡時各反應(yīng)物和生成物的濃度均不為零，所以C處流出的氣體為SO3、SO2、O2；SO3進入吸收塔中，用吸98.3%的H2SO4吸收，得到發(fā)煙硫酸；（3）由表中數(shù)據(jù)信息可知，溫度越低，二氧化硫轉(zhuǎn)化率越大，但壓強的改變對二氧化硫轉(zhuǎn)化率影響不大，故綜合考慮，合適的生產(chǎn)條件是400℃，1個標準大氣壓。(5)氨水吸收二氧化硫生成亞硫酸銨和水，化學(xué)方程式為：2NH3·H2O + SO2 =（NH4）2SO3 + H2O。

考點：工業(yè)制硫酸