Question

【题目】[化学——选修2：化学与技术]

硫酸是工业生产中重要的产品之一，在很多领域都有重要用途。回答下列问题：

（1）在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料生产SO2，反应的化学方程式为_________________；该反应在___________________(填设备名称)中进行。

（2）为了有利于SO2转化为SO3，且能充分利用热能，可采用在有多层催化剂且有热交换器的______(填设备名称)中进行反应。在如图所示的装置中，C处流出的气体有_______(填设备名称)中用______吸收，得到浓硫酸或发烟硫酸。

（3）实验测得：SO2生成SO3的转化率与温度、压强的关系如下表所示。已知400～600℃催化剂的催化效果较好，结合生产实际，选择最合适的生产条件是___________。

（4）欲提高SO2的反应速率和转化率，下列措施可行的是__________(填选项字母)。

A．向装置中通入氮气且保持体积不变 B．向装置中通入稍过量氧气且保持体积不变

C．添加更多的催化剂 D．降低温度，及时转移SO3

（5）吸收塔排出的尾气中，若SO2的含量超过500L·L-1，就要加以处理，处理方法之一是用氨水洗涤烟气脱硫，用足量氨水吸收尾气中SO2的化学方程式为__________________________________。

Answer 1

【答案】（1）4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 沸腾炉 （2）接触室；SO2、SO3、O2；吸收塔；98.3%的H2SO4

（3）400℃，1个标准大气压 （4）B （5）2NH3H2O+SO2＝(NH4)2SO3+H2O

【解析】

试题分析：（1）黄铁矿的主要成分为4FeS2，煅烧时与O2反应生成Fe2O3和SO2，化学方程式为：4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2；黄铁矿煅烧的设备是沸腾炉。

（2）SO2转化为SO3在接触室中进行；SO2与O2的反应为可逆反应，所以C处流出的气体有：SO2、SO3、O2；为了防止酸雾的形成，用98.3%的H2SO4吸收SO3，吸收SO3的设备是吸收塔。

（3）因为SO2与O2的反应是放热反应，所以选择的温度为400℃，而1个标准大气压时SO2的转化率已经很大，再增大压强，SO2的转化率提高不大，但会增加生产成本，所以选择1个标准大气压。

（4）A．向装置中通入氮气且保持体积不变，二氧化硫的浓度不变，反应速率不变，转化率也不变，A错误；B．向装置中通入稍过量氧气且保持体积不变，反应速率加快，平衡向正反应方向进行，二氧化硫转化率增大，B正确；C．添加更多的催化剂改变反应速率，但不能改变平衡状态，C错误；D．降低温度，及时转移SO3，平衡向正反应方向进行，但反应速率减小，D错误，答案选B。

（5）SO2为酸性氧化物，与碱反应生成盐和水，化学方程式为：2NH3H2O+SO2＝(NH4)2SO3+H2O。