题目内容
【题目】【上海市金山区2016-2017学年高三第一学期期末质量调研化学试卷】接触法制硫酸的三个阶段:煅烧、氧化、吸收。煅烧黄铁矿的化学方程式为:
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2。
完成下列填空:
(1)煅烧黄铁矿在________(填设备名称)中进行,此反应中被氧化的元素是___________。
(2)SO2的催化氧化:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),该反应的平衡常数表达式为K= ______;反应达到平衡,及时分离出SO3,则平衡向_________方向移动(选填“正反应”“逆反应”)。其他条件不变,降低温度平衡向正反应方向移动,则正反应为__________反应(选填“吸热”“放热”)。
(3)下图为二氧化硫与氧气反应的速率(ν)与时间(t)的关系,判断在t1时刻曲线发生变化的原因是______(选填编号)。
a. 增大O2的浓度
b. 扩大容器体积
c. 加入催化剂
d. 升高温度
改变条件后,平衡混合物中SO3的百分含量_______(选填“增大”“减小”“不变”)。
(4)SO3的吸收:SO3 + H2O → H2SO4 。假定制备硫酸的整个过程中S元素共损失10%,则含1000 kg FeS2的黄铁矿可以制得98%的浓硫酸_____________kg。
【答案】 沸腾炉 +2价的Fe、-1价的S 正反应 放热 C 不变 1500
【解析】(1)煅烧黄铁矿在沸腾炉中进行,此反应中铁和硫元素的化合价升高,被氧化,故答案为:沸腾炉; Fe、S;
(2)根据方程式2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),反应的平衡常数表达式;反应达到平衡,及时分离出SO3,平衡向正反应方向移动。其他条件不变,降低温度平衡向正反应方向移动,则正反应为放热反应,故答案为: ;正反应 ; 放热;
(3)a. 增大O2的浓度,反应速率加快,平衡正向移动,与图像不符,错误;b. 扩大容器体积,浓度减小,反应速率减小,与图像不符,错误;c. 加入催化剂,反应速率加快,平衡不移动,与图像相符,正确;d. 升高温度,反应速率加快,平衡逆向移动,与图像不符,错误;故选C;改变条件后,平衡不移动,平衡混合物中SO3的百分含量不变,故答案为:C;不变;
(4)SO3的吸收:SO3 + H2O →。假定制备硫酸的整个过程中S元素共损失10%,则含1000 kg FeS2的黄铁矿可以制得98%的浓硫酸_____________kg。
根据FeS2~ 2H2SO4,1000 kg FeS2的物质的量=,则可以制得98%的浓硫酸的质量为×2×(1-10%)×98g/mol÷98%=1500000g=1500kg,故答案为:1500。