题目内容

请根据工业制硫酸的有关知识回答下列问题：
（1）黄铁矿在沸腾炉中反应的化学方程式为；
（2）在硫酸工业生产中，为了有利于SO₂的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室（见图）．按此密闭体系中气体的流向，则在R处流出的气体中除N₂外的主要组成为（填序号）；
A．SO₂
B．SO₂、SO₃
C．SO₂、O₂
D．SO₂、O₂、SO₃
（3）接触法制硫酸过程中，反应2SO₂（g）+O₂（g） $数学公式$ 2SO₃（g）△H＜0．则下列有关图象正确的是（注：T₂＞T₁、P₂＞P₁，填序号）；

（4）下图是工业制硫酸尾气的综合利用，气体M回收后可进入接触室循环生产，请根据图示判断X是（填名称），写出Y与硫酸反应生成M的化学方程式__．

解：（1）铁矿石在沸腾炉中燃烧生成二氧化硫和氧化铁，反应的化学方程式为：4FeS₂+11O₂ $\text{[math]}$ 2Fe₂O₃+8SO₂，故答案为：4FeS₂+11O₂ $\text{[math]}$ 2Fe₂O₃+8SO₂；
（2）充分利用热能，使反应放出的热量通过热交换器传给通入的二氧化硫和空气，在催化剂表面反应，所以R处流出的气体中除N₂外的主要组成为二氧化硫和氧气，
故答案为：C；
（3）反应2SO₂（g）+O₂（g） $\text{[math]}$ 2SO₃（g）△H＜0；反应前后气体体积减小，反应是放热反应，T₂＞T₁、P₂＞P₁，依据化学平衡移动原理分析选项；
A、先拐先平，温度高达到平衡需要的时间短，符合T₂＞T₁，纵轴是二氧化硫的转化率，反应放热，温度越高平衡逆向进行，二氧化硫转化率减小，故A正确；
B、图象中定一议二，压强一定，温度越高，平衡逆向进行，三氧化硫的含量越少；温度一定，压强越大，平衡正向进行，三氧化硫含量越大，图象符合要求，故B正确；
C、T₂＞T₁，温度升高，速率增大，正逆反应速率都增大，平衡逆向进行，图象中正反应速率错误，故C错误；
D、压强越大速率越大，反应是气体体积减小的反应，正反应速率增大的比逆反应速率增大的多，平衡正向进行，故D错误；
故答案为：AB；
（4）硫酸尾气主要是二氧化硫气体，依据流程关系，尾气被X吸收生成Y，Y与硫酸反应生成氮肥推断Y为铵盐，所以和二氧化硫反应生成铵盐的X是氨水；生成的Y为亚硫酸铵或亚硫酸氢铵，反应的化学方程式为：（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄═（NH₄）₂SO₄+H₂O+SO₂↑，故答案为：氨水；（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄═（NH₄）₂SO₄+H₂O+SO₂↑．
分析：（1）依据工业制硫酸的工艺流程分析判断，铁矿石在沸腾炉中燃烧生成二氧化硫和氧化铁，接触室中二氧化硫催化氧化为三氧化硫，吸收塔中吸收三氧化硫生成硫酸；
（2）热交换器中是利用反应放热给二氧化硫、氧气加热后在催化剂表面反应生成三氧化硫；
（3）分析图象，结合平衡移动原理分析判断；
（4）硫酸尾气主要是二氧化硫气体，依据流程尾气被X吸收生成Y，Y与硫酸反应生成氮肥推断Y为铵盐，和二氧化硫反应生成铵盐的X是氨水．
点评：本题考查了工业制硫酸的流程和生产装置的应用，化学平衡影响因素的分析判断，尾气处理的方法，题目难度中等．