Question

12．以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

（1）沸腾炉中发生的反应方程式为4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂．
（2）接触室中发生反应的化学方程式是2SO₂+O_{2$?_{△}^{催化剂}$} 2SO₃、
（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是abd（填字母）．
a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎
b．过量空气能提高SO₂的转化率
c．使用催化剂能提高SO₂的反应速率和转化率
d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
（4）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO₂和铵盐．
SO₂既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br₂．SO₂吸收Br₂的离子方程式是SO₂+Br₂+2H₂O═4H⁺+2Br-+SO₄^2-．

Answer 1

分析 （1）沸腾炉中是黄铁矿与氧气在高温下反应；
（2）接触室内的反应是二氧化硫的催化氧化；
（3）依据影响反应速率的因素和平衡移动的影响因素分析解答；
（4）二氧化硫吸收溴单质利用的是二氧化硫的还原性和溴单质的氧化性；根据氧化还原反应书写离子方程式．

解答 解：（1）沸腾炉中是黄铁矿与氧气在高温下反应生成三氧化二铁和二氧化硫，4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，故答案为：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂ ；
（2）沸腾炉中生成的二氧化硫气体和空气中的氧气在接触室内发生的催化氧化反应生成三氧化硫，2SO₂+O_{2$?_{△}^{催化剂}$} 2SO₃，故答案为：2SO₂+O_{2$?_{△}^{催化剂}$} 2SO₃；
（3）粉碎矿石增大接触面积提高反应速率；增加空气的量会使平衡正向进行，提高了二氧化硫的转化率；催化剂只改变速率不改变平衡，不改变转化率；生产过程中的矿渣中含有三氧化二铁；所以正确的是abd，故答案为：abd；
（4）SO₂吸收Br₂的反应中二氧化硫被氧化为硫酸，溴单质被还原为溴化氢，离子方程式为SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-，故答案为：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-．

点评 本题考查了工业制硫酸的基本原理，考查化学平衡的影响因素和化学反应速率的影响因素，以及氧化还原反应离子方程式的书写，难度适中．