Question

请根据接触法制硫酸的简单流程图，回答下列问题：
（1）若A中毎燃烧240gFeS₂就会放出1706kJ热量，写出此状况下FeS₂燃烧的热化学方程式

 

；
（2）在A设备里，矿石燃烧前要粉碎成细小矿粒，请用化学反应原理解释其原因：

 

；
（3）进入设备B的气体必须经过净化、干燥处理，其原因是

 

；
（4）设备B中反应的化学方程式是

 

（5）设备C中用

 

吸收SO₃，其原因是

 

；
（6）某工厂生成硫酸每天消耗含FeS₂质量分数为70%的矿石120t，计算每天可制得
98%的浓硫酸的质量（假设反应中硫元素的转化率为90%，要求有计算过程）．

Answer 1

考点：工业制取硫酸

专题：化学应用

分析：（1）240gFeS₂就会放出1706kJ热量，即据2mol释放1706KJ热量，据此写成热化学方程式；
（2）矿石燃烧前要粉碎成细小矿粒，增大了接触面积，加快反应速率；
（3）炉气含有大量的杂质，例如：砷、硒等的化合物和矿尘等，这些杂质把催化剂覆盖着，催化剂会失去了催化作用；
（4）设备B为接触室，二氧化硫与空气中的氧气反应生成三氧化硫，据此写成化学方程式；
（5）吸收塔中SO₃如果用水吸收，发生反应：SO₃+H₂O═H₂SO₄，该反应为放热反应，放出的热量易导致酸雾形成，阻隔在三氧化硫和水之间，阻碍三氧化硫对水的吸收；而浓硫酸的沸点高，难以气化，不会形成酸雾，同时三氧化硫易溶于浓硫酸，所以工业上从吸收塔顶部喷洒浓硫酸作吸收液，最终得到“发烟”硫酸；
（6）含FeS₂质量分数为70%的矿石120t，又由于硫元素的转化率为90%，根据S元素守恒计算．

解答： 解：（1）240gFeS₂就会放出1706kJ热量，即据2mol释放1706KJ热量，则热化学方程式可写为：4FeS₂（s）+11O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g）△H=-3412.0 kJ?mol^-1；故答案为：4FeS₂（s）+11O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g）△H=-3412.0 kJ?mol^-1；
（2）矿石燃烧前要粉碎成细小矿粒，增大了接触面积，加快反应速率，故答案为：增加反应物的接触面，加速反应；
（3）炉气含有大量的杂质，例如：砷、硒等的化合物和矿尘等，这些杂质把催化剂覆盖着，催化剂会失去了催化作用，故答案为：防止催化剂中毒；
（4）设备B为接触室，二氧化硫与空气中的氧气反应生成三氧化硫，则化学方程式为：2SO₂+O₂

催化剂

加热

2SO₃，故答案为：2SO₂+O₂

催化剂

加热

2SO₃；
（5）吸收塔中SO₃如果用水吸收，发生反应：SO₃+H₂O═H₂SO₄，该反应为放热反应，放出的热量易导致酸雾形成，阻隔在三氧化硫和水之间，阻碍三氧化硫对水的吸收；而浓硫酸的沸点高，难以气化，不会形成酸雾，同时三氧化硫易溶于浓硫酸，所以工业上从吸收塔顶部喷洒浓硫酸作吸收液，最终得到“发烟”硫酸，故答案为：
98.3%的浓硫酸充分吸收SO₃，为了防止形成酸雾，不利于SO₃的吸收；
（6）含FeS₂质量分数为70%的矿石120t，则n（S）=2×

120×106g×70%

120g/mol

=1.4×10⁶mol，又由于硫元素的转化率为90%，即生成硫酸的物质的量为：1.4×10⁶mol×90%=1.26×10⁶mol，生成98%的浓硫酸的质量为：

1.26×106mol×98g/mol

98%

=1.26t，
答：计算每天可制得98%的浓硫酸的质量为126t．

点评：本题考查工业生产硫酸工业流程，难度不大，最后第（6）题计算可以采用元素守恒的计算方法．