Question

【題目】[化學—選修2：化學生活與技術]以黃鐵礦為原料，采用接觸法生產硫酸的流程可簡示如下：

請回答下列問題：

（1）在爐氣制造中，生成SO2的化學方程式為_________________________________________；

（2）爐氣精制的作用是將含SO2的爐氣________、________及干燥，如果爐氣不經過精制，對SO2催化氧化的影響是___________________________________________；

（3）精制爐氣(含SO2體積分數為7%、O2為11%、N2為82%)中SO2平衡轉化率與溫度及壓強關系如下圖所示。在實際生產中，SO2催化氧化反應的條件選擇常壓、450 ℃左右(對應圖中A點)，而沒有選擇SO2轉化率更高的B或C點對應的反應條件，其原因分別是____________。

（4）在SO2催化氧化設備中設置熱交換器的目的是________，從而充分利用能源。

Answer 1

【答案】（1）4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 （2）)除塵　水洗　礦塵以及砷、硒等元素的化合物會使催化劑中毒，水蒸氣對設備和生產有不良影響（3）不選B點，是因為壓強大對設備的投資大，消耗的動能大，同溫度下SO2原料的轉化率在0.1 MPa時已達到97%左右，再提高壓強，SO2的轉化率提高的余地很小，所以采用0.1 MPa；不選擇C點，是因為溫度低催化劑的催化作用受影響，反應速率低，450℃時，催化劑的催化效率最高（4）利用反應放出的熱量預熱原料氣，上層反應氣經熱交換器溫度降到400～500℃進入下層使反應更加完全

【解析】

試題分析：（1）4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2

（2）)SO2氣體中含有礦塵、水汽等，會對催化劑的活性和設備產生不良影響，所以進入接觸室之前，需對氣體進行除塵、洗滌及干燥。

（3）由題圖可知，在450 ℃、0.1 MPa時，轉化率已達95%以上，采用更高的壓強，對設備要求更高，轉化率影響較小；在0.1 MPa，溫度較低時，反應速率較慢、效率低。

（4）將反應產物的熱量及時交換給SO2和O2，使平衡2SO2＋O22SO3向右移動，提高SO2的轉化率，使能量循環利用節約能源。