琉酸是無(wú)機(jī)“三大強(qiáng)酸"之一,其產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家無(wú)機(jī)化工發(fā)展水平的重要標(biāo)志。工業(yè)制硫酸的工藝流程如下圖:

據(jù)圖回答下列問(wèn)題:

(1)寫(xiě)出用黃鐵礦(主要含F(xiàn)eS2)造氣的化學(xué)反應(yīng)方程式________。

(2) 給出A、B物質(zhì)的名稱(chēng):A________, B________

(3) 催化氧化之前對(duì)SO2和空氣的混合氣體進(jìn)行凈化、干燥的目的是________ 選用B進(jìn)入吸收塔吸收SO3的優(yōu)點(diǎn)是________。

(4) SO2的催化氧化是一個(gè)可逆反應(yīng),采取適宜的反應(yīng)條件有利于生產(chǎn)的進(jìn)行。實(shí)際生產(chǎn)中,下列哪些生產(chǎn)條件或措施考慮到了平衡移動(dòng)原理________ (選填序號(hào))。

A.礦石加入沸騰爐之前先粉碎

B.使用V2O5作催化劑

C.催化反應(yīng)室中選擇400-5000C溫度

D.凈化后的爐氣中要有過(guò)量的空氣

E. 催化氧化在常壓下進(jìn)行

F. 將尾氣中的SO2循環(huán)利用

(5) 某硫酸廠(chǎng)每天消耗黃鐵礦石(含F(xiàn)eS2質(zhì)量分動(dòng)60%)        20噸,生產(chǎn)的三階段的轉(zhuǎn)化率依次為98%、95%、98%,則該工廠(chǎng)一天能生產(chǎn)B的質(zhì)量為_(kāi)_________噸。

 

【答案】

(1)4FeS2+11O24Fe2O3+8SO2(2分) (2)A:發(fā)煙硫酸(1分)   B:98%硫酸(1分)(3)凈化的目的是除去混合氣體中的有害雜質(zhì),防止催化劑中毒;干燥的目的是防止形成酸霧腐蝕管道及設(shè)備(每個(gè)目的2分,共4分)  避免形成酸霧并提高吸收率(2分)

(4)DF(3分)  (5)18.2(2分)

【解析】

試題分析:(1)工業(yè)上用黃鐵礦(主要含F(xiàn)eS2)造氣的化學(xué)反應(yīng)方程式為4FeS2+11O24Fe2O3+8SO2。

(2)三氧化硫在吸收塔中被濃硫酸吸收生成發(fā)煙硫酸。發(fā)煙硫酸通過(guò)稀釋即得到98%的濃硫酸。所以A、B物質(zhì)的名稱(chēng)分別是發(fā)煙硫酸和98%濃硫酸。

(3)由于SO2氧化生成三氧化硫需要催化劑,所以?xún)艋哪康氖浅セ旌蠚怏w中的有害雜質(zhì),防止催化劑中毒;而干燥的目的是防止形成酸霧腐蝕管道及設(shè)備。三氧化硫直接用水吸收容易形成酸霧,且降低吸收效率,而用濃硫酸吸收可避免形成酸霧并提高吸收率。

(4)A、礦石加入沸騰爐之前先粉碎,可以增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速率,與平衡無(wú)關(guān)系,A不正確;B、使用V2O5作催化劑可以降低活化能,加快反應(yīng)速率,與平衡無(wú)關(guān)系,B不正確;C、由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以溫度低有利于三氧化硫的生成,因此催化反應(yīng)室中選擇400-500℃溫度與平衡移動(dòng)原理無(wú)關(guān)系,C不正確;D、凈化后的爐氣中要有過(guò)量的空氣,過(guò)量的空氣可以增大反應(yīng)物的濃度有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),D正確;E、該反應(yīng)是體積減小的可逆反應(yīng),所以催化氧化在常壓下進(jìn)行與平衡移動(dòng)原理無(wú)關(guān)系,E不正確;F、將尾氣中的SO2循環(huán)利用,可以提高原料的利用率,與平衡移動(dòng)原理有關(guān)系,F(xiàn)正確,答案選DF。

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

                          120t                        2×98t

                   20t×0.6×0.98×0.95×0.98         m×0.98

解得m=18.2t

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

 

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