Question

5．以黄铁矿（FeS₂）为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

回答问题：
（1）请将沸腾炉中发生反应的化学方程式补充完整：4FeS₂+11O₂═2Fe₂O₃+8SO₂．
（2）接触室中发生反应的化学方程式为2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$2SO₃．
（3）沸腾排出的矿渣可供炼铁，炼铁的化学方程式为3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3CO₂+2Fe．
（4）成品硫酸可被稀释成各种浓度使用，浓硫酸稀释的操作方法是沿烧杯壁将浓硫酸慢慢倒入水中，并不断搅拌．
（5）依据工艺流程判断下列说法正确的是（填字母序号）acd．
a．粉碎黄铁矿石的目的是增大其与氧气的接触面积
b．上述流程所涉及的物质中，硫元素的化合价有-2，+4，+6
c．使用催化剂能提高SO₃ 的产率（单位时间的产出量）
d．硫酸工业尾气处理不当会造成酸雨发生．

Answer 1

分析 （1）利用质量守恒定律分析；
（2）接触室内的反应是二氧化硫的催化氧化；
（3）根据题中的叙述找出反应物、生成物以及反应条件，然后依据质量守恒定律书写化学方程式；
（4）根据浓硫酸的稀释方法考虑；
（5）接触室内的反应是二氧化硫的催化氧化；

解答 解：（1）根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，反应前：Fe原子有4个，S原子有8个，O原子有22个，反应后Fe原子有4个，O原子有6个，所以空格部分为8SO₂
（2）沸腾炉中生成的二氧化硫气体和空气中的氧气在接触室内发生的催化氧化反应生成三氧化硫；2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$2SO₃  
（3）在高温的条件下，一氧化碳将氧化铁还原为铁，同时生成二氧化碳，故填：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．   
（4）浓硫酸的稀释方法是：将浓硫酸沿着容器壁慢慢倒入水中，并用玻璃棒不断搅拌；
（5）a、粉碎矿石增大接触面积提高反应速率；
b、FeS₂名称为二硫化亚铁中铁元素是+2价，设硫元素的化合价为x，+2+2x=0，x=-1，硫元素为-1价，二氧化硫中，硫显示+4价，三氧化硫中硫元素显示+6价，故错误；
c、催化剂改变速率，提高SO₃ 的产率，故正确；
d、二氧化硫和水会生成亚硫酸，三氧化硫和水会生成硫酸，可能会引发酸雨，故正确；
故为：acd；
故答案为：（1）8SO₂；（2）2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$2SO₃；（3）3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3CO₂+2Fe；
（4）沿烧杯壁将浓硫酸慢慢倒入水中，并不断搅拌；（5）acd．

点评 解答本题的关键是要知道化学变化中的元素质量守恒特点，知道反应物接触面积越大，反应越剧烈，熟悉方程式的书写注意事项，知道浓硫酸的稀释方法．