Question

工业上制硫酸的设备分为三大部分，一是沸腾炉、二是接触室、三是吸收塔．在沸腾炉内煅烧黄铁矿生成二氧化硫；在接触室内有催化剂存在下二氧化硫进一步与氧气结合，生成三氧化硫；三氧化硫流经吸收塔时，采用98.3%的浓硫酸吸收，使三氧化硫最终与水化合形成硫酸．
下面的装置是仿照工业上制备硫酸的工艺流程设计出来的，用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫．

请回答下列问题：
（1）写出沸腾炉内煅烧黄铁矿的反应方程式：______ 2Fe₂O₃+8SO₂

Answer

（1）燃烧黄铁矿反应生成氧化铁和二氧化硫，再根据化合价升降法配平方程式；
（2）根据装置乙、丙在实验中的作用分析；
（3）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；而浓硫酸的沸点高，难以气化，不会形成酸雾；
（4）根据方程式判断压强对平衡的影响，常压下SO2的转化率已经很大．
【解析】
（1）燃烧黄铁矿反应，反应物为FeS2和O2，生成物为Fe2O3和SO2，根据化合价升降法配平，FeS2+O2--Fe2O3+SO2 ，FeS2中Fe为+2价，S为-1价，O2中O为0价，Fe2O3中Fe为+3价、O为-2价，SO2中S为+4价、O为-2价，
FeS2中：铁元素上升1价，硫元素上升5价×2，则总共上升11价，
O2中：氧元素降低2价×2，则总共降低4价．所以FeS2前计量数为4，O2前计量数为11，再根据原子守恒，配出Fe2O3前计量数为2，SO2前计量数为8，
则方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，故答案为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2；
（2）在装置乙中二氧化硫和氧气发生催化氧化，所以装置乙相当于接触室；丙在实验中是用来吸收二氧化硫的，所以相当于吸收塔；故答案为：接触室、吸收塔；
（3）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；而浓硫酸的沸点高，难以气化，不会形成酸雾；所以丙中无酸雾，丁中有酸雾；故答案为：无酸雾、有酸雾；
（4）根据方程式2SO2+O2⇌2SO3判断，增大压强对平衡向正方向移动，二氧化硫的转化率增大；常压下SO2的转化率已经很大，增大压强转化率变化不大；故答案为：增大、常压下SO2的转化率已经很大．