Question

5．目前，我国采用“接触法”制硫酸．有关接触法制硫酸的下列说法中，正确的是（　　）

• A． 二氧化硫的接触氧化在合成塔中发生
• B． 吸收塔得到的硫酸浓度为98%
• C． 煅烧含硫48%的黄铁矿时，若FeS₂损失了2%，则S损失4%
• D． 接触室中适宜条件是V₂O₅作催化剂、高温、常压
• E． 接触室中采取高温是为了提高催化剂的活性和提高SO₂的转化率

Answer 1

分析 A．依据接触法制硫酸的工业流程和三个设备反应分析判断；
B．依据三氧化硫吸收的方法是利用浓硫酸吸收得到发烟硫酸来分析判断；
C．FeS₂的损失率与S的损失率是一样的，根据S元素守恒，利用关系式计算；
D．二氧化硫生成三氧化硫的反应是放热的可逆反应，运用平衡移动的原理判断；
E．二氧化硫生成三氧化硫的反应是放热反应，升温向吸热方向移动，即逆方向移动，SO₂的转化率会降低．

解答 解：A．依据接触法制硫酸的工业流程和三个设备分析判断，硫铁矿与氧气在沸腾炉中反应生成二氧化硫，二氧化硫的接触氧化是在接触室中发生的，三氧化硫的吸收是在吸收塔中完成的，故A错误；
B．吸收塔是用98.3%的H₂SO₄来吸收SO₃，最终得到“发烟”硫酸，折算成硫酸的浓度只会大于98.3%，故B错误；
C．设黄铁矿m克，含硫为 m×48% 克，设FeS₂为 x 克，硫铁矿中硫的含量为$\frac{32×2}{56+32×2}$，根据S元素守恒，利用关系式可看出：
    FeS₂------------------2S
    120                   64
     x                  m×48%
比例关系：$\frac{120}{x}$=$\frac{64}{m×48%}$    解得：x=$\frac{m×48%×120}{64}$，若硫铁矿损失2%，用m表示为：$\frac{m×48%×120}{64}$×2%，这就是损失的硫铁矿，则S损失为：$\frac{m×48%×120}{64}$×2%×$\frac{32×2}{56+32×2}$，
化简得：m×48%×2%，则硫的损失率=$\frac{损失的硫的质量}{硫的总质量}$×100%，代入数据，硫的损失率=$\frac{m×48%×2%}{m×48%}$×100%=2%，FeS₂的损失率与S的损失率是一样的，故C错误；
D．接触室中二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫是一个可逆反应，正方向放热，选择400℃～500℃的高温，V₂O₅作催化剂，原因在于此温度催化剂的活性最大，反应速率和平衡转化率都较高，如温度过高，平衡逆向移动，转化率反而降低，常压下，平衡转化率较高，如增大压强，平衡向正方向移动，理论上提高了转化率，但是会造成设备造价和耗能增加，故接触室中适宜条件是V₂O₅作催化剂、高温、常压，
故D正确； 
E．二氧化硫生成三氧化硫的反应是放热的可逆反应，升高温度平衡向吸热方向移动，即逆方向移动，SO₂的转化率会降低，故E错误；
故选D．

点评 本题考查了接触法制硫酸的工业流程，损失率的计算以及化学平衡解决化工生产的实际问题，题目难度适中．