13．以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下: 高温 (1)将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整: 4 +11O2= ——青夏教育精英家教网—

13．以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下: 高温 (1)将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整: 4 +11O2= ==2Fe2O3+8SO2 (2)接触室中发生反应的化学方程式是 . (3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是 . a.为使黄铁矿充分燃烧.需将其粉碎 b．过量空气能提高SO2的转化率 c．使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率 d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁 (4)每160 g SO3气体与H2O化合放出260.6 kJ的热量.该反应的热化学方程式是 . (5)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收.再用浓硫酸处理.得到较高浓度的SO2和铵盐. ①SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用.也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2.SO2吸收Br2的离子方程式是 . ②为测定该铵盐中氮元素的质量分数.将不同质量的铵盐分别加入到50.00 mL相同浓度的NaOH溶液中.沸水浴加热至气体全部逸出.该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全.测定浓硫酸增加的质量. 部分测定结果: 铵盐质量为10.00 g和20.00 g 时.浓硫酸增加的质量相同,铵盐质量为30.00 g时.浓硫酸增加的质量为0.68 g,铵盐质量为40.00 g时.浓硫酸的质量不变. 计算:该铵盐中氮元素的质量分数是 %; 若铵盐质量为15.00 g.浓硫酸增加的质量为 . 解析本题主要考查硫酸工业.热化学方程式的书写.计算等. (1)根据原子守恒即可判断该物质为FeS2. (2)SO2和O2在接触室发生反应生成SO3:2SO2+O2催化剂△ 2SO3. (3)选项a.将黄铁矿粉碎增加反应接触面积而加快反应速率,选项b.增加空气(O2) 浓度能提高SO2的转化率,选项c.催化剂对转化率无影响,选项d.矿渣中含有Fe2O3. 可用于冶炼铁. (4)160 g SO3(g)与H2O(l)反应生成H2SO4(l)放出260.6 kJ热量.则1 mol SO3(g)与H2O(l) 反应生成H2SO4(l)放出130.3 kJ热量.则相关热化学方程式为: SO3(g)+H2O(l)===H2SO4(l),ΔH＝-130.3 kJ/mol. (5)10 g时说明铵盐不足.20 g时说明氢氧化钠不足.由10.00 g和20.00 g 时浓硫酸增加的质量相同说明铵盐有酸式根产生的氨气. 氢氧化钠的物质的量浓度为c mol/L.设10 g中有x mol的(NH4)2SO4和y mol的NH4HSO4.则 132x+115y＝10(1) 10 g时说明铵盐不足由N守恒知 n(NH3)＝2x+y 20 g时铵盐已经过量.氢氧化钠先和酸式根反应.则(NH4)2SO4为2x mol,2y mol的 NH4HSO4 HSO+OH-===SO+H2O 1 1 2y 2y NH+OH- === NH3+H2O 1 1 50c×10-3-2y 50c×10-3-2y 由于产生的氨气一样多 n(NH3)＝2x+y＝50c×10-3-2y(2) 30 g时铵盐过量.则(NH4)2SO4为3x mol,3y mol的NH4HSO4 n(NH3)＝0.68/17＝0.04 mol HSO+OH-===SO+H2O 1 1 3y 3y NH+OH- === NH3+H2O 1 1 50c×10-3-3y 0.04 所以 50c×10-3-3y＝0.04(3) 联立解得 x＝0.02 mol y＝0.064 mol c＝4.64 mol/L 氮的质量百分含量＝×100%＝ ×14/10×100%＝14.56% 15 g时铵盐已经过量.则(NH4)2SO4为1.5x mol.1.5 y mol的NH4HSO4 HSO+OH-===SO+H2O 1 1 【查看更多】

题目列表(包括答案和解析)

（2011?江山市模拟）以黄铁矿为原料生产硫酸的主要设备是沸腾炉、（炉气精制）、接触室和吸收塔等．
（1）请写出炉气制造即沸腾炉中黄铁矿燃烧的化学方程式

4FeS₂+11O₂

高温

2Fe₂O₃+4SO₂

4FeS₂+11O₂

高温

2Fe₂O₃+4SO₂

．

（2）炉气精制的作用是将含SO₂进行除法和水洗．而精制炉气即SO₂的催化氧化，在接触室中进行．
A、精制炉气（含SO₂体积分数为7%、O₂为11%、N₂为82%）中SO₂平衡转化率与温度及压强关系如图1所示．在实际生产中，SO₂催化氧化反应的条件选择常压、450℃左右（对应图中A点），而没有选择SO₂转化率更高的B或C点对应的反应条件，其原因分别是

不选B点，因为压强越大对设备的投资大，消耗的动能大；SO₂原料的转化率在1个大气压下的转化率已是97%左右，再提高压强，SO₂的转化率提高的余地很小，所以采用1个大气压

、

不选择C点，因为温度越低，SO₂转化率虽然更高，但催化剂的催化作用受影响，450℃时，催化剂的催化效率是高．故选择A点，不选C点．

．
B、接触室中2SO₂（g）+O₂（g）

催化剂

△

2SO₃（g），反应过程的能量变化如图2所示．
已知1mol SO₂（g）氧化为1mol SO₃（g）的△H=-99kJ?mol^-1．请回答下列问题：

①图中C点表示

生成物能量

，E的大小对该反应的反应热

无

（填“有”或“无”）影响．该反应通常用V₂O₅作催化剂，加V₂O₅会使图中B点

降低

（填“升高”或“降低”）．
②反应达到平衡时，平衡常数表达式K=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

，升高温度，K值

减小

（填“增大”、“减小”或“不变”）；图中△H=

-198

kJ?mol^-1．
（3）从吸收塔出来的气体用一定量氨水吸收，得到的铵盐产品是（NH₄）₂SO₃和NH₄HSO₃的混合物．取不同质量的铵盐，分别加入x mol/L的50.00mL NaOH溶液中，经沸水浴（此温度下铵盐自身不分解）加热使氨气全部逸出，干燥后用浓硫酸完全吸收．实验数据如下：

实验次数	铵盐质量（g）	浓硫酸增加的质量（g）
第一次	1.570	0.340
第二次	3.140	0.680
第三次	4.710	0.510
第四次	6.280	0

①该铵盐中（NH₄）₂SO₃和NH₄HSO₃的物质的量之比为

2：1

．
②x的值为

1.2

．

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以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

（1）将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整4

FeS₂

+11O₂

高温

2Fe₂O₃+8SO₂
（2）接触室中发生反应的化学方程式是

2SO₂+O₂

催化剂

△

2SO₃

2SO₂+O₂

催化剂

△

2SO₃

．
（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是（选填序号字母）

abd

．
a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎
b．过量空气能提高SO₂的转化率
c．使用催化剂能提高SO₂的反应速率和转化率
d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
（4）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO₂和铵盐．SO₂既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br₂．SO₂吸收Br₂的离子方程式是

SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-

．
（5）将0.050mol SO₂（g）和0.030mol O₂（g）放入容积为1L的密闭容器中，反应在一定条件下达到平衡，测得c（SO₃）=0.040mol/L．则该条件下SO₂的平衡转化率为

80%

．
（6）将黄铁矿的煅烧产物Fe₃O₄溶于H₂SO₄后，加入铁粉，可制备FeSO₄．酸溶过程中需保持溶液足够酸性，其原因是

抑制Fe²⁺、Fe³⁺的水解，防止Fe²⁺被氧化成Fe³⁺

．

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以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

（1）将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整
4

+11O₂

高温

2Fe₂O₃+8SO₂
（2）接触室中发生反应的化学方程式是

．
（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是（选填序号字母）

．
a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎
b．过量空气能提高SO₂的转化率
c．使用催化剂能提高SO₂的反应速率和转化率
d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
（4）每160g SO₃气体与H₂O化合放出260.6kJ的热量，该反应的热化学方程式是

．
（5）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO₂和铵盐．
①SO₂既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br₂．SO₂吸收Br₂的离子方程式是

．
②为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的NaOH溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出（此温度下铵盐不分解），该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量．
部分测定结果：
铵盐质量为10.00g和20.00g时，浓硫酸增加的质量相同；
铵盐质量为30.00g时，浓硫酸增加的质量为0.68g；铵盐质量为40.00g时，浓硫酸的质量不变．
计算：该铵盐中氮元素的质量分数是

%；若铵盐质量为l5.00g，浓硫酸增加的质量为

．（计算结果保留两位小数）

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以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

（1）将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整：4

FeS₂

+11O₂

高温

2Fe₂O₃+8SO₂
（2）接触室中发生反应的化学方程式是

2SO₂+O₂

催化剂

△

2SO₃

2SO₂+O₂

催化剂

△

2SO₃

．
（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是（选填序号字母）

abd

．
a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎
b．过量空气能提高SO₂的转化率
c．使用催化剂能提高SO₂的反应速率和转化率
d．沸腾炉排出的矿渣可制造水泥或制砖，含铁品位高的矿渣可炼铁
（4）每160g SO₃气体与液态H₂O化合放出260.6kJ的热量，该反应的热化学方程式是

SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）；△H=-130.3kJ/mol

SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-

．
②为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的NaOH溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出（此温度下铵盐不分解）．该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量．铵盐质量为10.00g和20.00g 时，浓硫酸增加的质量相同；铵盐质量为30.00g时，浓硫酸增加的质量为0.68g；铵盐质量为40.00g时，浓硫酸的质量不变．计算：该铵盐中氮元素的质量分数是

14.56

%；若铵盐质量为15.00g，浓硫酸增加的质量为

2.31g

．（计算结果保留两位小数）

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硫酸是工业生产中重要的产品之一，以黄铁矿为原料生产硫酸的简单流程如下图所示。

请填写下列空白。

（1）黄铁矿燃烧生成SO₂的化学方程式为_____________；接触室中发生反应的化学方程式为____________________。

（2）为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装_____________（填设备名称）；吸收塔中填充有许多瓷管，其作用为__________________。

（3）为使黄铁矿煅烧充分，常通入过量40％的空气，则煅烧后炉气中SO₂的体积分数为____________________（设空气中氧气的体积分数为0．20）；将上述炉气经净化除尘后直接送入接触室，流量为1．00m³／s，从接触室导出气体的流量为0．95m³／s（同温同压下测定），则SO₂的转化率为________________％。

（4）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO₂和铵盐。SO₂既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br₂。SO₂吸收Br₂的离子方程式为___________________。

（5）硫酸的用途非常广泛，可应用于下列____________（可多选）。

a．橡胶的硫化 b．过磷酸钙的制备

c．铅蓄电池的生产 d．表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成

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