Question

工業(yè)接觸法制硫酸的流程如圖所示：

（1）寫出沸騰爐中發(fā)生反應的化學方程式：

4FeS₂+11O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+8SO₂

．
（2）從沸騰爐出來的氣體經(jīng)凈化干燥處理后進入接觸室，其氣體體積組成：SO₂ 7%，O₂ 11%，N₂ 82%．從接觸室出來的氣體中SO₃ 的體積分數(shù)為7%，則SO₂的轉化率為

96.6%

．
（3）接觸室采用常壓而不采用高壓的原因是

常壓時SO₂的轉化率已經(jīng)很高，采用高壓對SO₂的轉化率提高不多，卻會大大增加設備成本

．
（4）在吸收塔中用98.3%的濃硫酸吸收SO₃ ，而不是用水吸收SO₃ 的原因是

SO₃與水反應放出大量的熱，容易形成酸霧，不利于SO₃吸收

．
每100g SO₃ 與H₂O完全反應放出熱量162.9kJ，該反應的熱化學方程式為

SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130.3KJ/mol

．
（5）某硫酸廠每天用含F(xiàn)eS₂ 60%的黃鐵礦500t生產(chǎn)硫酸，如果在沸騰爐內(nèi)損失5%的硫，SO₂ 的轉化率為90%．每天能生產(chǎn)98%的硫酸

427.5

t．

Answer 1

分析：（1）4FeS₂+11O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+8SO₂；
（2）設總體積為100
       2SO₂ +O₂ =2SO₃
初始   7        11        0
轉化   x        

1

2

x        x
平衡   7-x     11-

1

2

x      x

x

7-x+11- 1 2 x+x+82

=7%
x=

1400

207

轉化率=

x

7

×100%=96.6%；
（3）常壓時SO₂的轉化率已經(jīng)很高，采用高壓對SO₂的轉化率提高不多，卻會大大增加設備成本；
（4）SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130.3KJ/mol；
（5）根據(jù)反應方程式計算．

解答：解：（1）FeS₂與O₂在高溫條件下生成Fe₂O₃和SO₂，故答案為：4FeS₂+11O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+8SO₂；
（2）設總體積為100
2SO₂+O₂=2SO₃
初始 7 11 0
轉化 x

1

2

x x
平衡 7-x 11-

1

2

x x

x

7-x+11- 1 2 x+x+82

=7%
x=

1400

207

轉化率=

x

7

×100%=96.6%，故答案為：96.6%；
（3）常壓時SO₂的轉化率已經(jīng)很高，采用高壓對SO₂的轉化率提高不多，卻會大大增加設備成本，故答案為：常壓時SO₂的轉化率已經(jīng)很高，采用高壓對SO₂的轉化率提高不多，卻會大大增加設備成本；
（4）△H=-

162.9KJ×80g/mol

100g

=-130.3KJ/mol，故答案為：SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130.3KJ/mol；
（5）沸騰爐中損失5%的硫，SO₂轉化率為90%這些都可轉化為S元素的損失，進而轉化為FeS₂的損失．所以設生產(chǎn)98%的硫酸x噸．則由關系式：
           FeS₂------------2H₂SO₄                 
           120               2×98
  500t×60%×（1-5%）×90%   x×98%                 
解得  x=427.5t，
故答案為：427.5．

點評：本題考查了工業(yè)上制備硫酸的工藝流程圖，在求算SO₂的轉化率時，SO₂轉化為SO₃是可逆反應，利用可逆反應的特點進行計算．