题目内容

以黄铁矿(主要成分是FeS2)为原料生产硫酸的工艺流程图如下:

(1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂,你认为厂址宜选在______的郊区(填标号)
A.有丰富黄铁矿资源的城市      B.风光秀丽的旅游城市
C.消耗硫酸甚多的工业城市     D.人口稠密的文化、商业中心城市
(2)沸腾炉中发生反应的化学方程式为_____,接触室中发生反应的化学方程式是_____。
(3) 在硫酸工业制法中,下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是_____。
A. 硫铁矿燃烧前要粉碎,因为大块的黄铁矿不能在空气中反应
B. 从沸腾炉出来的气体要净化,因为炉气中的SO2会与杂质反应
C. SO2氧化成SO3要用催化剂,这样可提高SO2的转化率
D. SO3用98. 3%的浓硫酸来吸收,目的是为了防止形成酸雾,以提髙SO3吸收效率
(4) 下表是压强对SO2平衡转化率的影响

对于SO2转化SO3的反应,增大压强可使转化率______________,但在实际工业生产中常采用常压条件,理由是________________________________。
(5)某工厂用500t含硫量为48%的黄铁矿制备硫酸,若在沸腾炉中有2%的FeS2损失,在接触室中SO3的产率为96%,则可得到98%的浓硫酸的质量是_____t。

(15分) (1)C (2分)
(2)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 (2分)  2SO2+O22SO3 (2分)
(3)D (2分) (4)升高 常压下转化率已经很高,增加压强可提高转化率,但增加了设备、动力成本等,效益反而下降 (3分) (5)376.32t (4分)

解析试题分析:(1)A、硫酸厂厂址的选择综合经济效益考虑,硫酸产品的运输成本要高于原料黄铁矿的运输成本,故A不正确;B、风光秀丽的旅游城市,不靠近原料基地,也不靠近消耗硫酸的工业城市,导致原料运输与产品运输成本高,同时还会对旅游城市造成污染,故B不正确;C、由于硫酸产品的运输成本要高于原料黄铁矿的运输成本,所以厂址应选择在消耗硫酸甚多的工业城市,故C正确;D、人口稠密的文化、商业中心城市,远离原料基地和消耗硫酸的工业城市,同时为了防止污染环境,不宜考虑作为硫酸厂厂址.故D不正确,所以答案选C。
(2)黄铁矿在沸腾炉中发生反应,所以沸腾炉中发生反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2;生成的SO2在接触室中被氧化生成三氧化硫,因此接触室中发生反应的化学方程式是2SO2+O22SO3
(3)A、在硫酸工业制法中,黄铁矿燃烧前需要粉碎,是为了增大与空气的接触面,加快反应速率,不是因为大块的黄铁矿不能在空气中燃烧,故A不正确;B、从沸腾炉出来的炉气中含有SO2、O2、N2、水蒸气、灰尘、砷硒化合物等,由于砷硒化合物能导致催化剂失去催化活性,因此需净化,不是因为炉气中二氧化硫会与杂质反应,故B不正确;C、二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂,目的是加快反应速率,提高产量.并不能提高二氧化硫的转化率,故C不正确;D、在吸收塔中三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收,目的是防止形成酸雾,以提高三氧化硫的吸收效率.故D正确,答案选D。
(4)根据表中数据可知,增大压强,SO2的转化率升高。由于在常压下SO2转化率已经很高,增加压强可提高转化率,但增加了设备、动力成本等,效益反而下降,所以在实际工业生产中常采用常压条件。
(5)根据S元素守恒可知: FeS2~~~~~~~~~~~~~2H2SO4
120t                          2×98t
500t×0.48×0.98×0.96              m×0.98
解得m=376.32t
考点:考查工业生产浓硫酸的有关判断、计算以及外界条件对反应速率和平衡状态的影响等

练习册系列答案
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(2)根据反应温度对TON的影响图(下左图)判断该反应的焓变△H________0(填“>”、“=”或“<”),理由是________________________________。

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