Question

13．硫酸工业的部分生产流程如图：SO₂$→_{V_{2}O_{5}}^{O_{2}}$SO₃→H₂SO₄
某硫酸生产厂以黄铁矿（主要成分为FeS₂）为原料生产硫酸，首先将矿石粉吹入沸腾炉里燃烧，制得SO₂，其反应可表示为：□FeS₂+□O₂=□Fe₂O₃+□SO₂．
（1）配平矿石粉在沸腾炉中燃烧的反应方程式．
（2）若以SO₂为原料生产硫酸，其过程中的反应均为化合反应，写出其反应的化学方程式：2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;五氧化二钒\;}}{△}$3SO₃，SO₃+H₂O═H₂SO₄．
（3）SO₂→SO₃的反应过程中，V₂O₅的作用是：催化作用．
（4）沸腾炉的炉渣主要成分为Fe₂O₃，可变废为宝用于炼铁．写出高炉炼铁主要反应的化学方程式：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（5）市售硫酸多为98%的浓硫酸，实验室常将浓硫酸稀释成稀硫酸使用．稀释操作时，必须将浓硫酸缓慢倒入水中，并不断搅拌，否则会造成危险．

Answer 1

分析 （1）根据反应前后原子种类和原子个数不变分析；
（2）根据化合反应的特点结合元素守恒分析；
（3）根据反应条件及反应的方程式分析作用；
（4）根据高炉炼铁的原理写出反应的方程式；
（5）根据浓硫酸的稀释方法分析．

解答 解：（1）根据化学反应前后原子种类、原子个数不变，结合化学方程式的配平（奇数配偶法）可知：在氧化铁化学式的前面加2，使氧原子的个数变成偶数，因此铁原子的个数是4，再二硫化亚铁的化学式前加4，硫原子的个数是8，因此在二氧化硫化学式的前面加8，再结合氧原子的个数，在氧气化学式的前面加11，故化学方程式为：4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂；
（2）以SO₂为原料生产硫酸，其过程中的反应均为化合反应，因此SO₂→SO₃是二氧化硫和氧气的反应生成三氧化硫；SO₃→H₂SO₄是三氧化硫和水反应生成硫酸，故反应的方程式为：2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;五氧化二钒\;}}{△}$3SO₃；SO₃+H₂O═H₂SO₄；
（3）SO₂→SO₃的反应过程中，V₂O₅是作为反应条件，因此是催化剂，起到催化作用；
（4）高炉炼铁是一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，故反应的方程式为：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（5）稀释浓硫酸时，必须把浓硫酸缓慢倒入水中，并不断搅拌，否则容易产生危险．
故答案为：（1）4 11 2 8；
（2）2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;五氧化二钒\;}}{△}$3SO₃；SO₃+H₂O═H₂SO₄；
（3）催化作用；
（4）3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（5）浓硫酸缓慢倒入水中，并不断搅拌．

点评 本题综合考查了质量守恒定律、方程式的书写、浓硫酸的稀释以及实验方案的设计，考查了学生的基础知识的熟练程度以及知识的灵活运用能力．