Question

琉酸是無機“三大強酸"之一，其產量是衡量一個國家無機化工發展水平的重要標志。工業制硫酸的工藝流程如下圖：

據圖回答下列問題：

（1)寫出用黃鐵礦（主要含FeS₂)造氣的化學反應方程式________。

(2) 給出A、B物質的名稱：A________, B________

(3) 催化氧化之前對SO₂和空氣的混合氣體進行凈化、干燥的目的是________ 選用B進入吸收塔吸收SO₃的優點是________。

(4) SO₂的催化氧化是一個可逆反應，采取適宜的反應條件有利于生產的進行。實際生產中，下列哪些生產條件或措施考慮到了平衡移動原理________ (選填序號）。

A.礦石加入沸騰爐之前先粉碎

B.使用V₂O₅作催化劑

C.催化反應室中選擇400－500⁰C溫度

D.凈化后的爐氣中要有過量的空氣

E. 催化氧化在常壓下進行

F. 將尾氣中的SO₂循環利用

(5) 某硫酸廠每天消耗黃鐵礦石（含FeS₂質量分動60%)        20噸，生產的三階段的轉化率依次為98%、95%、98%，則該工廠一天能生產B的質量為__________噸。

 

Answer 1

【答案】

（1）4FeS₂＋11O₂4Fe₂O₃＋8SO₂（2分） （2）A：發煙硫酸（1分）   B：98%硫酸（1分）（3）凈化的目的是除去混合氣體中的有害雜質，防止催化劑中毒；干燥的目的是防止形成酸霧腐蝕管道及設備（每個目的2分，共4分）  避免形成酸霧并提高吸收率（2分）

（4）DF（3分）  （5）18.2（2分）

【解析】

試題分析：（1)工業上用黃鐵礦（主要含FeS₂)造氣的化學反應方程式為4FeS₂＋11O₂4Fe₂O₃＋8SO₂。

（2）三氧化硫在吸收塔中被濃硫酸吸收生成發煙硫酸。發煙硫酸通過稀釋即得到98%的濃硫酸。所以A、B物質的名稱分別是發煙硫酸和98%濃硫酸。

（3）由于SO₂氧化生成三氧化硫需要催化劑，所以凈化的目的是除去混合氣體中的有害雜質，防止催化劑中毒；而干燥的目的是防止形成酸霧腐蝕管道及設備。三氧化硫直接用水吸收容易形成酸霧，且降低吸收效率，而用濃硫酸吸收可避免形成酸霧并提高吸收率。

（4）A、礦石加入沸騰爐之前先粉碎，可以增大反應物的接觸面積，加快反應速率，與平衡無關系，A不正確；B、使用V₂O₅作催化劑可以降低活化能，加快反應速率，與平衡無關系，B不正確；C、由于該反應是放熱反應，所以溫度低有利于三氧化硫的生成，因此催化反應室中選擇400－500℃溫度與平衡移動原理無關系，C不正確；D、凈化后的爐氣中要有過量的空氣，過量的空氣可以增大反應物的濃度有利于平衡向正反應方向移動，D正確；E、該反應是體積減小的可逆反應，所以催化氧化在常壓下進行與平衡移動原理無關系，E不正確；F、將尾氣中的SO₂循環利用，可以提高原料的利用率，與平衡移動原理有關系，F正確，答案選DF。

（5）根據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

考點：考查工業生產濃硫酸的有關判斷、計算以及外界條件對反應速率和平衡狀態的影響等