Question

[化学——选修2]化学与技术：(15分)硫酸是重要的工业原料．工业上生产硫酸主要分为造气、催化氧化、吸收三个阶段，其生产流程图如下：

（1）操作I的内容是             ，此操作目的是       ．物质B是         ．a=          。

（2）工业上既可用硫黄也可用硫铁矿(FeS₂)造气，若使用硫铁矿造气．另一产物是一种常见的红棕色固体．写出用硫铁矿造气时反应的化学方程式                     。

（3）催化反应室中的反应是一个气体体积缩小的反应．增大压强有利于反应向右进行．但实际生产却是在常压下进行的．原因是                 。

（4）工业生产中常用氨一硫酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染、废物利用的目的．用两个化学方程式表示其反应原理                 。

（5）若用等质量的硫黄、FeS₂生产硫酸．假设原料的总利用率均为90％．则二者得到硫酸的质量比为    。

Answer

（1）净化、干燥除去有害成分．防止催化剂中毒 H2O 98(每空1分)

（2）4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3 （2分)

（3）常压下SO2转化为SO3的转化率已很大(2分)

（4）NH3+H2O+SO2=NH4HSO3(2分) 2NH4HSO3+H2SO4=(NH4)2SO4+2H2O+SO2(其他合理形式也对)(2分)

（5）15：8 （ 3分)

【解析】

试题分析：（1）造气后将气体和空气混合，由于空气中还有其它的气体，会对催化氧化有影响，故要把一些杂质气体除去，所以操作I的内容是净化、干燥除去有害成分，目的是防止催化剂中毒．加入物质B使硫酸稀释，故B是H2O，在吸收塔里能形成发烟硫酸，故加入的是浓硫酸，则 a=98.

（2）用FeS2来产生SO2，反应的化学方程式为：4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3。

（3）常压下SO2转化为SO3的转化率已很大，为了节约生产成本不需要在高压下进行。

（4）用氨吸收尾气SO2 发生反应为NH3+H2O+SO2=NH4HSO3，生成的NH4HSO3可以和硫酸发生2NH4HSO3+H2SO4=(NH4)2SO4+2H2O+SO2，SO2 可以循环使用。

（5）设硫黄、FeS2的质量均为mg，根据S—-SO2，mg的S可得得到90％×2mg的SO2，根据FeS2——2SO2，mg的FeS2可得得到90％×16m/15g的SO2，得到的SO2质量比为：（90％×2m）︰（90％×16m/15）=15︰8，那么得到的硫酸质量比也为15︰8。

考点：化工流程题的基本解题思路、操作作用的分析、有关计算。