Question

（2009?丹東模擬）請根據工業制硫酸的有關知識回答下列問題：
（1）黃鐵礦在沸騰爐中反應的化學方程式為

4FeS₂+11O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+8SO₂

；
（2）在硫酸工業生產中，為了有利于SO₂的轉化，且能充分利用熱能，采用了中間有熱交換器的接觸室（見圖）．按此密閉體系中氣體的流向，則在R處流出的氣體中除N₂外的主要組成為

C

（填序號）；
A．SO₂
B．SO₂、SO₃
C．SO₂、O₂
D．SO₂、O₂、SO₃
（3）接觸法制硫酸過程中，反應2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑 .

△

2SO₃（g）△H＜0．則下列有關圖象正確的是

AB

（注：T₂＞T₁、P₂＞P₁，填序號）；

（4）下圖是工業制硫酸尾氣的綜合利用，氣體M回收后可進入接觸室循環生產，請根據圖示判斷X是（填名稱）

氨水

，寫出Y與硫酸反應生成M的化學方程式

（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄═（NH₄）₂SO₄+H₂O+SO₂↑

．

Answer 1

分析：（1）依據工業制硫酸的工藝流程分析判斷，鐵礦石在沸騰爐中燃燒生成二氧化硫和氧化鐵，接觸室中二氧化硫催化氧化為三氧化硫，吸收塔中吸收三氧化硫生成硫酸；
（2）熱交換器中是利用反應放熱給二氧化硫、氧氣加熱后在催化劑表面反應生成三氧化硫；
（3）分析圖象，結合平衡移動原理分析判斷；
（4）硫酸尾氣主要是二氧化硫氣體，依據流程尾氣被X吸收生成Y，Y與硫酸反應生成氮肥推斷Y為銨鹽，和二氧化硫反應生成銨鹽的X是氨水．

解答：解：（1）鐵礦石在沸騰爐中燃燒生成二氧化硫和氧化鐵，反應的化學方程式為：4FeS₂+11O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+8SO₂，故答案為：4FeS₂+11O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+8SO₂；
（2）充分利用熱能，使反應放出的熱量通過熱交換器傳給通入的二氧化硫和空氣，在催化劑表面反應，所以R處流出的氣體中除N₂外的主要組成為二氧化硫和氧氣，
故答案為：C；
（3）反應2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑 .

△

2SO₃（g）△H＜0；反應前后氣體體積減小，反應是放熱反應，T₂＞T₁、P₂＞P₁，依據化學平衡移動原理分析選項；
A、先拐先平，溫度高達到平衡需要的時間短，符合T₂＞T₁，縱軸是二氧化硫的轉化率，反應放熱，溫度越高平衡逆向進行，二氧化硫轉化率減小，故A正確；
B、圖象中定一議二，壓強一定，溫度越高，平衡逆向進行，三氧化硫的含量越少；溫度一定，壓強越大，平衡正向進行，三氧化硫含量越大，圖象符合要求，故B正確；
C、T₂＞T₁，溫度升高，速率增大，正逆反應速率都增大，平衡逆向進行，圖象中正反應速率錯誤，故C錯誤；
D、壓強越大速率越大，反應是氣體體積減小的反應，正反應速率增大的比逆反應速率增大的多，平衡正向進行，故D錯誤；
故答案為：AB；
（4）硫酸尾氣主要是二氧化硫氣體，依據流程關系，尾氣被X吸收生成Y，Y與硫酸反應生成氮肥推斷Y為銨鹽，所以和二氧化硫反應生成銨鹽的X是氨水；生成的Y為亞硫酸銨或亞硫酸氫銨，反應的化學方程式為：（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄═（NH₄）₂SO₄+H₂O+SO₂↑，故答案為：氨水；（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄═（NH₄）₂SO₄+H₂O+SO₂↑．

點評：本題考查了工業制硫酸的流程和生產裝置的應用，化學平衡影響因素的分析判斷，尾氣處理的方法，題目難度中等．