Question

工业上生产硫酸的流程图如下：

请回答下列问题：
（1）早期生产硫酸以黄铁矿为原料，但现在工厂生产硫酸以硫黄为原料，理由是      。
（2）在气体进入催化反应室前需净化的原因是      。
（3）在催化反应室中通常使用常压，在此条件下SO2的转化率为90%。但是部分发达国家采取高压条件下制取SO3，采取加压措施的目的除了加快反应速率外，还可以     ，从而提高生产效率           。
（4）工业生产中常用氨－酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染，废物利用的目的。用化学方程式表示其反应原理：                  。
（5）除硫酸工业外，还有许多工业生产。下列相关的工业生产流程中正确的是       。

Answer 1

（1）以黄铁矿为原料的生产中产生的废弃物太多，处理成本高（2）防止催化剂中毒（3）使平衡向正方向移动；有利于提高SO₂的转化率（4）SO₂＋NH₃＋H₂O＝NH₄HSO₃；NH₄HSO₃＋H₂SO₄＝(NH₄)₂SO₄＋2H₂O＋2SO₂↑或SO₂＋2NH₃＋H₂O＝(NH₄)₂SO₃；(NH₄)₂SO₃＋H₂SO₄＝(NH₄)₂SO₄＋H₂O＋SO₂↑（5）A D

试题分析：（1）黄铁矿的主要成分为FeS₂，以黄铁矿为原料的生产中产生的废弃物太多，处理成本高使得现在工厂生产硫酸以硫黄为原料（2）以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行，即煅烧、催化氧化、吸收；其中二氧化硫的催化氧化在催化剂表面和空气中的氧气接触反应，若气体中含有杂质气体容易使催化剂中毒，所以煅烧黄铁矿形成的炉气必须经除尘、洗涤、干燥；故答案为：接触室，防止催化剂中毒（3）由题意知反应方程式2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g），在常压下，SO₂的转化率约为90%，采用高压条件，可以使化学反应速率加快，并且化学平衡向着生成三氧化硫的方向进行，可以提高生产效率，提高经济效益，故答案为使平衡向正方向移动；有利于提高SO₂的转化率（4）工业生产中常用氨-酸法进行尾气脱硫，即先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，先用氨水吸收时，发生反应：SO₂+2NH₃?H₂O═(NH₄)₂SO₃或SO₂＋2NH₃＋H₂O＝(NH₄)₂SO₃，再用浓硫酸处理时，发生反应：(NH₄)₂SO₃+H₂SO₄═(NH₄)₂SO₄+SO₂↑+H₂O或(NH₄)₂SO₃＋H₂SO₄＝(NH₄)₂SO₄＋H₂O＋SO₂↑，以达到消除污染、废物利用的目的（5）A、海水提溴的方法正确；B、海水提镁主要通过电解氯化镁完成，基本流程如下：海水-(结晶)-母液-(石灰乳)-Mg(OH)2-(加盐酸,浓缩,结晶)-MgCl2晶体-(脱水)-MgCl2-(电解)-Mg，故B错误；C、空气放电生成二氧化氮反应成本太高而且产物不稳定，工业制硝酸主要流程是将氨和空气的混合气（氧：氮≈2：1）通入灼热（760～840℃）的铂铑合金网，在合金网的催化下，氨被氧化成一氧化氮（NO）。生成的一氧化氮利用反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮，随后将二氧化氮通入水中制取硝酸，故C错误；D、工业制备氨气流程正确；故答案为A D。