Question

（1）ag铁粉放入含bmolHNO₃的浓硝酸中，加热充分反应后，再加入稀硫酸，铁粉恰好完全溶解，经测定溶液中只含Fe³⁺（一种金属离子）和SO₄^2-（一种酸根离子）．
①写出反应开始时溶液中发生反应的化学方程式______．
②写出加入硫酸后，所发生反应的离子方程式______．
（2）硫酸是基础化学工业的重要产品目前，我国采用“接触法”制硫酸，简单流程如图所示：
①设备B中名称是______，图中b处导出气体的成分是（写化学式）______．
②设备C中用98.3%的H₂SO₄来吸收SO₂的原因是______．
③燃烧1t含硫质量分数为48%的黄铁矿石，在理论上能生产98%H₂SO₄______t．

Answer 1

解：①反应开始时溶液中发生反应，铁在加热条件下和浓硝酸发生的反应，再加入稀硫酸，铁粉恰好完全溶解，说明铁过量，反应的化学方程式为：Fe+4HNO₃（浓）Fe（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
故答案为：Fe+4HNO₃（浓）Fe（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
②铁和浓硝酸反应生成二价铁离子，再加入稀硫酸，铁粉恰好完全溶解，经测定溶液中只含Fe³⁺（一种金属离子）和SO₄^2-（一种酸根离子）；发生的反应是铁和稀硝酸反应，亚铁离子被硝酸氧化为三价铁离子，反应的两种方程式为：Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2 H₂O； 3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2 H₂O；
故答案为：Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2 H₂O； 3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2 H₂O；
（2）①B设备是二氧化硫催化氧化为三氧化硫的设备在接触室进行反应，二氧化硫催化油器生成三氧化硫的反应是可逆反应，化学平衡状态下存在的物质有，SO₃、SO₂、O₂、N₂；
故答案为：接触室；SO₃、SO₂、O₂、N₂
②设备C中用98.3%的H₂SO₄来吸收SO₂的原因是，用水吸收易形成酸雾阻止三氧化硫的吸收；
故答案为：为了提高SO₃的吸收效率，防止形成酸雾；
③燃烧1t含硫质量分数为48%的黄铁矿石，在理论上能生产98%H₂SO₄
制硫酸的反应为：4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+4SO₂；2SO₂+O₂=2SO₃；SO₃+H₂O=SO₃；
依据硫元素守恒得到：设生成98%H₂SO₄xt
S～～～～H₂SO₄
32 98
1t×48% 98%×xt
得到x=1.5t
故答案为：1.5；
分析：（1）开始是浓硝酸和铁加热发生的反应，加入硫酸后，硝酸根离子在酸溶液中形成稀硝酸，可以氧化金属铁和亚铁离子，依据离子方程式产物和电荷守恒，原子守恒写出离子方程式；
（2）①依据接触法制硫酸的工业流程和设备反应分析判断；二氧化硫生成三氧化硫的反应是可逆反应，氧气是通入的空气，氮气不反应；
②依据三氧化硫吸收的方法是利用浓硫酸吸收，防止形成酸雾，阻止吸收分析判断；
③依据接触法制硫酸的反应原理结合化学方程式进行计算；
点评：本题考查了铁及其化合物性质的分析应用，硝酸的强氧化性，产物的判断，接触法制硫酸的工业流程，设备作用，题目难度中等．