Question

（2010?泰安二模）下面的裝置是仿照工業上制備硫酸的工藝流程設計出來的，用于探究工業上為何采用98.3%的濃硫酸吸收三氧化硫．

請回答下列問題：
（1）寫出沸騰爐內煅燒黃鐵礦的化學方程式

4FeS₂+11O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+8SO₂

；
（2）上圖中的乙、丙分別相當于工業上制取硫酸設備中的

接觸室

、

吸收塔

；
（3）丁中的現象為

有酸霧

；
（4）下圖是壓強對SO₂平衡轉化率的影響：

轉化率%  壓強/MPa  溫度/℃	0.1	0.5	1	10
400	99.2	99.6	99.7	99.9
500	93.5	96.9	97.8	99.3
600	73.7	85.8	89.5	96.4

對SO₂轉化為SO₃的反應，增大壓強可使轉化率

增大

，工業生產中通常采用常壓操作的原因是

常壓下SO₂的轉化率已很大

．

Answer 1

分析：（1）依據工業制硫酸的原理分析書寫化學方程式；
（2）根據工業制硫酸的步驟和設備名稱，結合實驗裝置的反應過程分析解答；
（3）由水吸收容易產生酸霧影響吸收；
（4）分析數據，結合化學平衡的影響因素和速率影響因素，分析對生產過程中結果的影響和生產效益．

解答：解：（1）工業接觸法制硫酸三步驟：第一步：SO₂的制取，第二步：SO₃的制取，第三步：硫酸的生成；第一步是黃鐵礦的燃燒，化學方程式為4FeS₂+11O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+8SO₂，
故答案為：4FeS₂+11O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+8SO₂；
（2）裝置乙是把生成的二氧化硫催化氧化，相當于工業上制取硫酸設備中的接觸室，裝置丙相當于工業上制取硫酸設備中的吸收塔．故答案為：接觸室；吸收塔；
（3）工業生成中吸收三氧化硫用98.3%的濃硫酸，用水吸收容易形成酸霧影響吸收效果；故答案為：有酸霧；
（4）工業上利用2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g），△H=-98.3kJ?mol^-1反應制備SO₃，該反應為可逆反應，正方向為體積減少的放熱反應，從化學平衡移動條件分析應該采用低溫高壓有利于生成三氧化硫；增大壓強可以使二氧化硫的轉化率增大；而根據表格中提供的數據發現，壓強的增加引起SO₂轉化率的變化并不明顯，所以工業上直接采用常壓；同時反應中使用催化劑，為了使催化劑的催化活性最強，根據表格中提供的數據應該采用400℃～500℃；故答案為：增大；常壓下SO₂的轉化率已很大．

點評：本題主要考查工業正極硫酸的生產原理和裝置名稱，重點是制備過程中的注意問題和條件的選擇依據，運用平衡理論分析解決問題的能力，對知識的綜合運用和遷移能力．