Question

琉酸是无机“三大强酸"之一，其产量是衡量一个国家无机化工发展水平的重要标志。工业制硫酸的工艺流程如下图：

据图回答下列问题：

（1)写出用黄铁矿（主要含FeS₂)造气的化学反应方程式________。

(2) 给出A、B物质的名称：A________, B________

(3) 催化氧化之前对SO₂和空气的混合气体进行净化、干燥的目的是________ 选用B进入吸收塔吸收SO₃的优点是________。

(4) SO₂的催化氧化是一个可逆反应，采取适宜的反应条件有利于生产的进行。实际生产中，下列哪些生产条件或措施考虑到了平衡移动原理________ (选填序号）。

A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎

B.使用V₂O₅作催化剂

C.催化反应室中选择400－500⁰C温度

D.净化后的炉气中要有过量的空气

E. 催化氧化在常压下进行

F. 将尾气中的SO₂循环利用

(5) 某硫酸厂每天消耗黄铁矿石（含FeS₂质量分動60%)        20吨，生产的三阶段的转化率依次为98%、95%、98%，则该工厂一天能生产B的质量为__________吨。

 

Answer 1

【答案】

（1）4FeS₂＋11O₂4Fe₂O₃＋8SO₂（2分） （2）A：发烟硫酸（1分）   B：98%硫酸（1分）（3）净化的目的是除去混合气体中的有害杂质，防止催化剂中毒；干燥的目的是防止形成酸雾腐蚀管道及设备（每个目的2分，共4分）  避免形成酸雾并提高吸收率（2分）

（4）DF（3分）  （5）18.2（2分）

【解析】

试题分析：（1)工业上用黄铁矿（主要含FeS₂)造气的化学反应方程式为4FeS₂＋11O₂4Fe₂O₃＋8SO₂。

（2）三氧化硫在吸收塔中被浓硫酸吸收生成发烟硫酸。发烟硫酸通过稀释即得到98%的浓硫酸。所以A、B物质的名称分别是发烟硫酸和98%浓硫酸。

（3）由于SO₂氧化生成三氧化硫需要催化剂，所以净化的目的是除去混合气体中的有害杂质，防止催化剂中毒；而干燥的目的是防止形成酸雾腐蚀管道及设备。三氧化硫直接用水吸收容易形成酸雾，且降低吸收效率，而用浓硫酸吸收可避免形成酸雾并提高吸收率。

（4）A、矿石加入沸腾炉之前先粉碎，可以增大反应物的接触面积，加快反应速率，与平衡无关系，A不正确；B、使用V₂O₅作催化剂可以降低活化能，加快反应速率，与平衡无关系，B不正确；C、由于该反应是放热反应，所以温度低有利于三氧化硫的生成，因此催化反应室中选择400－500℃温度与平衡移动原理无关系，C不正确；D、净化后的炉气中要有过量的空气，过量的空气可以增大反应物的浓度有利于平衡向正反应方向移动，D正确；E、该反应是体积减小的可逆反应，所以催化氧化在常压下进行与平衡移动原理无关系，E不正确；F、将尾气中的SO₂循环利用，可以提高原料的利用率，与平衡移动原理有关系，F正确，答案选DF。

（5）根据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

考点：考查工业生产浓硫酸的有关判断、计算以及外界条件对反应速率和平衡状态的影响等