Question

石油脱硫废气中含有硫化氢，为了有效防止污染，实现废物的综合利用，工业上采用下列工艺过程将硫化氢转化为硫酸和氢气等产品．

请回答下列问题：
（1）反应器中装有硫酸铁的酸性溶液，该溶液与硫化氢反应的离子方程式是______．
（2）滤液电解后，得到硫酸铁的酸性溶液，再将其返回到反应器中的目的是______．
（3）在实际生产中，二氧化硫转化为三氧化硫的适宜条件是：V₂O₅作催化剂、常压、400℃～500℃．如图是不同压强下该反应体系中温度与二氧化硫的平衡转化率变化曲线．

考虑工业生产效益并结合图示分析，选择400℃～500℃的原因是______；
选择常压的原因是______．
（4）工业上常用过量氨水吸收尾气中的二氧化硫，该反应的化学方程式是______．
（5）生产过程中，接触室生成的三氧化硫用98%的硫酸吸收，制得一种发烟硫酸（9H₂SO₄?SO₃）．某硫酸车间10小时消耗的硫为at，则平均每小时从吸收塔流出的该发烟硫酸为______t（在生产过程中硫的损失忽略不计）．

Answer 1

解：（1）在酸性溶液中，具有氧化性的Fe³⁺与具有还原性的H₂S发生氧化还原反应，反应的离子方程式为2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+2H⁺+S↓，
故答案为：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+2H⁺+S↓；
（2）硫酸铁的酸性溶液具有脱硫作用，滤液电解后，得到硫酸铁的酸性溶液可循环使用，
故答案为：使硫酸铁的酸性溶液循环使用；
（3）选择400℃～500℃，反应速率和平衡转化率都较高，如温度过高，转化率反而降低，常压下，平衡转化率较高，如增大压强，会造成设备造价和耗能增加，
故答案为：在此温度下，反应速率和平衡转化率都较高；常压下，平衡转化率较高，且不会因加压造成设备造价和耗能增加；
（4）氨水呈碱性，可与具有酸性的SO₂发生化合反应，反应的化学方程式为SO₂+2NH₃?H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O，
故答案为：SO₂+2NH₃?H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O；
（5）98%的硫酸中n（H₂SO₄）：n（H₂O）=：=9：1，可设浓硫酸的化学式为9SO₃?10H₂O，
发烟硫酸（9H₂SO₄?SO₃）的化学式变形为10SO₃?9H₂O，可得反应的关系式：9（9SO₃?10H₂O）+19SO₃=10（10SO₃?9H₂O），
设10小时生成发烟硫酸的质量为x，
则：9（9SO₃?10H₂O）+19SO₃=10（10SO₃?9H₂O）
19×80 10×962
x
x==t，
所以平均每小时生成发烟硫酸t，
故答案为：．
分析：（1）根据Fe³⁺的氧化性与与H₂S的还原性判断二者之间的反应，以此书写反应的离子方程式；
（2）硫酸铁的酸性溶液具有氧化性，可循环使用；
（3）根据图象判断在400℃～500℃、常压下反应物的转化率；
（4）氨水呈减小，可与酸性氧化物反应；
（5）98%的硫酸中n（H₂SO₄）：n（H₂O）=：=9：1，可设浓硫酸的化学式为9SO₃?10H₂O，
发烟硫酸（9H₂SO₄?SO₃）的化学式变形为10SO₃?9H₂O，根据关系式：9（9SO₃?10H₂O）+19SO₃=10（10SO₃?9H₂O）计算．
点评：本题考查含硫化合物的性质综合应用以及硫酸生产的计算，题目难度较大，易错点为（5），注意关系式的利用．