Question

工业接触法制硫酸的流程如图所示：

（1）写出沸腾炉中发生反应的化学方程式：______．
（2）从沸腾炉出来的气体经净化干燥处理后进入接触室，其气体体积组成：SO₂ 7%，O₂ 11%，N₂ 82%．从接触室出来的气体中SO₃ 的体积分数为7%，则SO₂的转化率为______．
（3）接触室采用常压而不采用高压的原因是______．
（4）在吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO₃ ，而不是用水吸收SO₃ 的原因是______．
每100g SO₃ 与H₂O完全反应放出热量162.9kJ，该反应的热化学方程式为______．
（5）某硫酸厂每天用含FeS₂ 60%的黄铁矿500t生产硫酸，如果在沸腾炉内损失5%的硫，SO₂ 的转化率为90%．每天能生产98%的硫酸______t．

Answer 1

解：（1）FeS₂与O₂在高温条件下生成Fe₂O₃和SO₂，故答案为：4FeS₂+11O₂2Fe₂O₃+8SO₂；
（2）设总体积为100
2SO₂+O₂=2SO₃
初始 7 11 0
转化 x x x
平衡 7-x 11-x x
=7%
x=
转化率=×100%=96.6%，故答案为：96.6%；
（3）常压时SO₂的转化率已经很高，采用高压对SO₂的转化率提高不多，却会大大增加设备成本，故答案为：常压时SO₂的转化率已经很高，采用高压对SO₂的转化率提高不多，却会大大增加设备成本；
（4）△H=-=-130.3KJ/mol，故答案为：SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130.3KJ/mol；
（5）沸腾炉中损失5%的硫，SO₂转化率为90%这些都可转化为S元素的损失，进而转化为FeS₂的损失．所以设生产98%的硫酸x吨．则由关系式：
FeS₂------------2H₂SO₄
120 2×98
500t×60%×（1-5%）×90% x×98%
解得 x=427.5t，
故答案为：427.5．
分析：（1）4FeS₂+11O₂2Fe₂O₃+8SO₂；
（2）设总体积为100
2SO₂ +O₂ =2SO₃
初始 7 11 0
转化 x x x
平衡 7-x 11-x x
=7%
x=
转化率=×100%=96.6%；
（3）常压时SO₂的转化率已经很高，采用高压对SO₂的转化率提高不多，却会大大增加设备成本；
（4）SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130.3KJ/mol；
（5）根据反应方程式计算．
点评：本题考查了工业上制备硫酸的工艺流程图，在求算SO₂的转化率时，SO₂转化为SO₃是可逆反应，利用可逆反应的特点进行计算．