题目内容

（15分）

以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

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（1）将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。www.ks5.u.com

   4       +11高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。

（2）接触室中发生反应的化学方程式是            。

（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是（选填序号字母）         。

a. 为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎

b. 过量空气能提高高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。的转化率

c. 使用催化剂能提高高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。的反应速率和转化率

d. 沸腾炉排出的矿渣可供炼铁

（4）每160g高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。气体与高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。化合放出260.6kJ的热量，该反应的热化学方程是        。

（5）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。和铵盐。

①高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。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高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。。高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。吸收高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。的离子方程式是            。

② 为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的高考资源网( www.ks5u.com)，中国最大的高考网站，您身边的高考专家。溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解)。该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量。

部分测定结果；

铵盐质量为10.00g和20.00g 时，浓硫酸增加的质量相同；铵盐质量为30.00g时，浓硫酸增加的质量为0.68g；铵盐质量为40.00g时，浓硫酸的质量不变。

计算：该铵盐中氮元素的质量分数是          %； 若铵盐质量为15.00g。 浓硫酸增加的质量为       。 （计算结果保留两位小数）

（15分）

（1）FeS2

（2）

（3）a   b   d

（4）SO3(g) + H2O(l) = H2SO4(l)；ΔH=-130.3kJ/mol

（5）①SO2 + Br2 + 2H2O = 4H+ + 2Br- + SO42-

②14.56      2.31g

练习册系列答案
相关题目
[化学--选修化学与技术]工业上以黄铁矿为原料生产硫酸．
（1）写出燃烧黄铁矿的化学方程式
4FeS2+11O2
 高温 
.
 
2Fe2O3+8SO2
4FeS2+11O2
 高温 
.
 
2Fe2O3+8SO2
．
（2）接触室中发生反应的化学方程式是
2SO2+O2
催化剂
加热
2SO3
2SO2+O2
催化剂
加热
2SO3
．
（3）判断下列说法正确的是（选填序号字母）
abd
abd
．
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）吸收塔中用浓硫酸吸收三氧化硫而不用水的原因是
避免形成酸雾
避免形成酸雾
．
（5）吸收塔排出的尾气可以用两种方法处理：
方法①：先用氨水吸收，再用浓硫酸处理．用浓硫酸处理的主要目的是
获得较高浓度的SO2
获得较高浓度的SO2
；
方法②：先用含一定水的亚硫酸钠吸收后再加热处理，也可达到与方法①相同的目的．为了实现节能减排，其所需能量可以由
流程中三步骤产生的废热提供
流程中三步骤产生的废热提供
提供．与方法①相比，方法②的优点是
亚硫酸钠可以循环利用
亚硫酸钠可以循环利用
．
（6）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-+SO42-
SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-
．
（2011?江山市模拟）以黄铁矿为原料生产硫酸的主要设备是沸腾炉、（炉气精制）、接触室和吸收塔等．
（1）请写出炉气制造即沸腾炉中黄铁矿燃烧的化学方程式
4FeS2+11O2
 高温 
.
 
2Fe2O3+4SO2
4FeS2+11O2
 高温 
.
 
2Fe2O3+4SO2
．
（2）炉气精制的作用是将含SO2进行除法和水洗．而精制炉气即SO2的催化氧化，在接触室中进行．
A、精制炉气（含SO2体积分数为7%、O2为11%、N2为82%）中SO2平衡转化率与温度及压强关系如图1所示．在实际生产中，SO2催化氧化反应的条件选择常压、450℃左右（对应图中A点），而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件，其原因分别是
不选B点，因为压强越大对设备的投资大，消耗的动能大；SO2原料的转化率在1个大气压下的转化率已是97%左右，再提高压强，SO2的转化率提高的余地很小，所以采用1个大气压
不选B点，因为压强越大对设备的投资大，消耗的动能大；SO2原料的转化率在1个大气压下的转化率已是97%左右，再提高压强，SO2的转化率提高的余地很小，所以采用1个大气压
、
不选择C点，因为温度越低，SO2转化率虽然更高，但催化剂的催化作用受影响，450℃时，催化剂的催化效率是高．故选择A点，不选C点．
不选择C点，因为温度越低，SO2转化率虽然更高，但催化剂的催化作用受影响，450℃时，催化剂的催化效率是高．故选择A点，不选C点．
．
B、接触室中2SO2（g）+O2（g） 
催化剂
.
△
2SO3（g），反应过程的能量变化如图2所示．
已知1mol SO2（g）氧化为1mol SO3（g）的△H=-99kJ?mol-1．请回答下列问题：
①图中C点表示
生成物能量
生成物能量
，E的大小对该反应的反应热
无
无
（填“有”或“无”） 影响．该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点
降低
降低
（填“升高”或“降低”）．
②反应达到平衡时，平衡常数表达式K=
c2(SO3)
c2(SO2)c(O2)
c2(SO3)
c2(SO2)c(O2)
，升高温度，K值
减小
减小
（填“增大”、“减小”或“不变”）；图中△H=
-198
-198
kJ?mol-1．
（3）从吸收塔出来的气体用一定量氨水吸收，得到的铵盐产品是（NH4）2SO3和NH4HSO3的混合物．取不同质量的铵盐，分别加入x mol/L的50.00mL NaOH溶液中，经沸水浴（此温度下铵盐自身不分解）加热使氨气全部逸出，干燥后用浓硫酸完全吸收．实验数据如下：
实验次数 铵盐质量（g） 浓硫酸增加的质量（g）
第一次 1.570 0.340
第二次 3.140 0.680
第三次 4.710 0.510
第四次 6.280 0
①该铵盐中（NH4）2SO3和NH4HSO3的物质的量之比为
2：1
2：1
．
②x的值为
1.2
1.2
．
以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

（1）将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整4
FeS2
FeS2
+11O2 
 高温 
.
 
 2Fe2O3+8SO2
（2）接触室中发生反应的化学方程式是
2SO2+O2
催化剂
.
△
2SO3
2SO2+O2
催化剂
.
△
2SO3
．
（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是（选填序号字母）
abd
abd
．
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-+SO42-
SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-
．
（5）将0.050mol SO2（g）和0.030mol O2（g）放入容积为1L的密闭容器中，反应在一定条件下达到平衡，测得c（SO3）=0.040mol/L．则该条件下SO2的平衡转化率为
80%
80%
．
（6）将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于H2SO4后，加入铁粉，可制备FeSO4．酸溶过程中需保持溶液足够酸性，其原因是
抑制Fe2+、Fe3+的水解，防止Fe2+被氧化成Fe3+
抑制Fe2+、Fe3+的水解，防止Fe2+被氧化成Fe3+
．
（2011?常州三模）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、催化氧化、吸收．请回答下列个问题：
（1）煅烧黄铁矿形成的炉气必须经除尘、洗涤、干燥后进入
接触室
接触室
（填设备名称），其主要目的是
防止催化剂中毒
防止催化剂中毒
．
（2）催化氧化所使用的催化剂钒触媒（V2O5）能加快二氧化硫氧化速率，此过程中产生了一连串的中间体（如图1）．其中a、c二步的化学方程式可表示为：
SO2+V2O5?SO3+V2O4
SO2+V2O5?SO3+V2O4
、
4VOSO4+O2?2V2O5+4SO3
4VOSO4+O2?2V2O5+4SO3
．
（3）550℃时，SO2转化为SO3的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图2所示．则：将2.0mol SO2和1.0mol O2置于5L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10M Pa．该反应的平衡常数等于
400L?mol-1
400L?mol-1
．A与B表示不同压强下的SO2转化率，通常情况下工业生产中采用常压的原因是
使用常压SO2就可以达到较高的转化率
使用常压SO2就可以达到较高的转化率
．
（4）为循环利用催化剂，科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，
回收率达91.7%以上．已知废钒催化剂中含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣．查阅资料知：VOSO4可溶于水，V2O5难溶于水，NH4VO3难溶于水．该工艺的流程如图．
则：反应①②③④中属于氧化还原反应的是
①②
①②
（填数字序号），反应①的离子方程式为
V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O
V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O
．该工艺中反应③的沉淀率（又称沉矾率）是回收钒的关键之一，沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比）和温度．根据下图试建议控制氯化铵系数和度：
4
4
、
80℃
80℃
．
工业上以黄铁矿为原料生产硫酸，其中重要的一步是催化氧化：
2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），△H=-196.6kJ?mol-1
（1）生产中为提高反应速率和SO2的转化率，下列措施可行的是
 
（填字母）．
A．向装置中充入N2             
B．向装置中充入过量的O2
C．使用更高效的催化剂
D．升高温度
（2）在一密闭容器中充入4mol SO2和一定量O2，当放出353.6kJ热量时，SO2的转化率最接近于
 
（填字母）．
A．40%         B．50%        C．80%          D．90%
（3）580℃时，在一密闭容器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10-3mol?L-1、8.0×10-3mol?L-1和4.4×10-2mol?L-1．该温度下反应2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）的平衡常数K=
 
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（4）硫酸工业尾气中二氧化硫含量超过0.05%（体积分数）时需要加以处理后才能排放．现用右图所示装置测定尾气中SO2的含量，当通入尾气11.2L（标准状况下测定）时，碘水恰好褪色．通过计算说明，该尾气能否直接排放（写出计算过程）．
 
．

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