Question

硫酸工业在国民经济中占有重要地位．工业制硫酸主要的生产流程如图：

（1）工业制硫酸通常以

 

为原料，经造气、

 

、吸收三个主要生产阶段；
（2）硫酸生产的尾气中含有少量的SO₂，通常用

 

来吸收处理；
（3）在工业生产中，反应条件有重要的作用．请回答：
①除去原料气中的有毒物质是为了防止

 

；
②使用催化剂是为了提高

 

．

Answer 1

考点：工业制取硫酸

专题：元素及其化合物,化学应用

分析：（1）依据工业制硫酸的工艺流程分析回答．工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行，即煅烧造气、催化氧化、吸收；
（2）吸收塔排放的尾气中含有少量的SO₂，防止污染大气、充分利用原料，通常用氨水来吸收处理；
（3）①原料中的有害杂质能使催化剂失去活性；
②催化剂只改变速率不改变平衡，不改变转化率．

解答： 解：（1）工业制硫酸通常以黄铁矿为原料经过如下反应三步：
第一步：SO₂的制取（造气）．主要原料是黄铁矿和空气，在高温下煅烧，使硫元素转变成SO₂气体，反应方程式为4FeS₂+11O₂

高温  .

2Fe₂O₃+8SO₂，设备为沸腾炉；
第二步：SO₃的制取（催化氧化）．从沸腾炉中出来的气体需经过净化、除尘，进入接触室在催化剂作用下SO₂和O₂反应生成SO₃，设备为接触室；
第三步：硫酸的生成（吸收）．从接触室中出来的气体进入吸收塔，为避免酸雾形成需用98.3%浓H₂SO₄吸收；
故答案为：黄铁矿；催化氧化；
（2）SO₂通常用足量氨水吸收，然后再用稀硫酸处理，发生SO₂+2NH₃+H₂O=（NH₄）₂SO₃（或SO₂+NH₃+H₂O=NH₄HSO₃）、（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+SO₂↑+H₂O[或2NH₄HSO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+2SO₂↑+2H₂O]，优点为生成的（NH₄）₂SO₄作化肥，二氧化硫可循环利用，
故答案为：氨水；
（3）①原料中的有害杂质，能使催化剂失去活性，所以除去原料气中的有害物质是为了防止催化剂中毒，
故答案为：催化剂中毒；
②催化剂缩短到达平衡时间，不影响平衡移动，二氧化硫的转化率不变，所以使用催化剂是为了提高反应速率，故答案为：反应速率．

点评：本题考查浓硫酸的性质及制备，把握制备浓硫酸的工艺流程及设备的作用、发生的化学反应为解答的关键，题目难度中等．