Question

硫酸是工业生产中重要的产品之一，以黄铁矿为原料生产硫酸的简单流程如下图所示。

请填写下列空白。

（1）黄铁矿燃烧生成SO₂的化学方程式为_____________；接触室中发生反应的化学方程式为____________________。

（2）为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装_____________（填设备名称）；吸收塔中填充有许多瓷管，其作用为__________________。

（3）为使黄铁矿煅烧充分，常通入过量40％的空气，则煅烧后炉气中SO₂的体积分数为____________________（设空气中氧气的体积分数为0．20）；将上述炉气经净化除尘后直接送入接触室，流量为1．00m³／s，从接触室导出气体的流量为0．95m³／s（同温同压下测定），则SO₂的转化率为________________％。

（4）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO₂和铵盐。SO₂既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br₂。SO₂吸收Br₂的离子方程式为___________________。

（5）硫酸的用途非常广泛，可应用于下列____________（可多选）。

a．橡胶的硫化        b．过磷酸钙的制备

c．铅蓄电池的生产    d．表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成

 

Answer 1

【答案】

（15分）4FeS₂+11O₂4Fe₂O₃+8SO₂（2分）  2SO₂+O₂2SO₃（2分）

（2）热交换器（1分）  增加SO₃与浓硫酸的接触面，有利于SO₃的吸收（1分）

（3）0.108（2分）   92.6（2分）

（4）SO₂＋Br₂＋2H₂O＝4H^＋＋2Br^－＋SO₄^2－（2分）  （5）b c d（3分）

【解析】

试题分析：（1）黄铁矿燃烧燃烧生成SO₂和氧化铁，反应的化学方程式为FeS₂＋11O₂4Fe₂O₃＋8SO₂；接触室中发生反应的化学方程式为2SO₂＋O₂2SO₃。

（2）为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装热交换器；吸收塔中填充有许多瓷管，可以增加反应物的接触面积，加快反应速率，即作用为增加SO₃与浓硫酸的接触面，有利于SO₃的吸收。

（3）设二者恰好反应时需要空气的体积是x，则

4FeS₂+11O₂4Fe₂O₃+8SO₂

            11                 8

           0.2x                1.6x/11

则反应后SO₂的体积分数是＝0.108

2SO₂+O₂2SO₃    △V↓

2     1      2         1

0.1                 1－0.95

所以SO₂的转化率是×100%＝92.6%

（4）单质溴具有氧化性，能把SO₂氧化生成硫酸，反应的离子方程式是SO₂＋Br₂＋2H₂O＝4H^＋＋2Br^－＋SO₄^2－。

（5）硫酸的用途非常广泛，主要用于过磷酸钙的制备、铅蓄电池的生产表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成，橡胶的硫化用的是单质硫，答案选bcd。

考点：考查硫酸的工业制备、计算、反应条件的控制以及硫酸的用途、SO₂的吸收