Question

琉酸是無機“三大強酸"之一，其產(chǎn)量是衡量一個國家無機化工發(fā)展水平的重要標志。工業(yè)制硫酸的工藝流程如下圖：

據(jù)圖回答下列問題：

（1)寫出用黃鐵礦（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：A________, B________

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

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

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量的空氣

E. 催化氧化在常壓下進行

F. 將尾氣中的SO₂循環(huán)利用

(5) 某硫酸廠每天消耗黃鐵礦石（含F(xiàn)eS₂質(zhì)量分動60%)        20噸，生產(chǎn)的三階段的轉(zhuǎn)化率依次為98%、95%、98%，則該工廠一天能生產(chǎn)B的質(zhì)量為__________噸。

 

Answer 1

【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)煙硫酸通過稀釋即得到98%的濃硫酸。所以A、B物質(zhì)的名稱分別是發(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；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℃溫度與平衡移動原理無關(guān)系，C不正確；D、凈化后的爐氣中要有過量的空氣，過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，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行與平衡移動原理無關(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：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