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[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 2Fe2O3+8SO2试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
[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
2Fe
2
O
3
+8SO
2
试题解答
见解析
(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)接触室中发生二氧化硫的催化氧化反应,产物为三氧化硫,最后配平方程式.注意反应条件;
(3)第一步:SO
2
的制取.主要原料是黄铁矿和空气,在高温下煅烧,使硫元素转变成SO
2
气体,反应方程式为
4FeS
2
+11O
2
2Fe
2
O
3
+8SO
2
,设备为沸腾炉.黄铁矿需要粉碎,以增大和空气的接触面;
第二步:SO
3
的制取.从沸腾炉中出来的气体需经过净化、除尘,进入接触室在催化剂作用下SO
2
和O
2
反应生成SO
3
,设备为接触室.同时涉及热量的交换、催化剂的作用、平衡的移动等问题;
第三步:硫酸的生成.从接触室中出来的气体进入吸收塔,为避免酸雾形成需用浓H
2
SO
4
吸收;
(4)吸收塔中吸收三氧化硫气体的吸收液的选择及原因;
(5)两种尾气处理方法的原理、优缺点;
(6)SO
2
具有还原性,可与多种氧化剂反应,如O
2
、H
2
O
2
、Na
2
O
2
、酸性KMnO
4
溶液、氯水、溴水、碘水等.确定出反应物与生成物后,再配平,最后改写成离子方程式.
(1)燃烧黄铁矿反应,反应物为FeS
2
和O
2
,生成物为Fe
2
O
3
和SO
2
,根据化合价升降法配平,
FeS
2
+O
2
--Fe
2
O
3
+SO
2
,FeS
2
中Fe为+2价,S为-1价,O
2
中O为0价,Fe
2
O
3
中Fe为+3价、O为-2价,SO
2
中S为+4价、O为-2价,
FeS
2
中:铁元素上升1价,硫元素上升5价×2,则总共上升11价,
O
2
中:氧元素降低2价×2,则总共降低4价.所以FeS
2
前计量数为4,O
2
前计量数为11,再根据原子守恒,配出Fe
2
O
3
前计量数为2,SO
2
前计量数为8,
则方程式为4FeS
2
+11O
2
2Fe
2
O
3
+8SO
2
,故答案为:4FeS
2
+11O
2
2Fe
2
O
3
+8SO
2
;
(2)接触室中发生的反应是二氧化硫的催化氧化,产物为三氧化硫,然后配平即得方程式,为2SO
2
+O
2
2SO
3
,故答案为:2SO
2
+O
2
2SO
3
;
(3)a、在沸腾炉中,原料黄铁矿是固体、空气是气体,为了加快反应速率,所以要将黄铁矿粉碎,增大接触面,提高反应速率,故a正确;
b、转化率=已转化的原料的量/原料的总量×100%,接触室中反应2SO
2
+O
2
2SO
3
,为可逆反应,采用空气过量目的是增大氧气浓度,促使平衡正向移动,导致SO
2
更多的转化成SO
3
,所以SO
2
转化率提高,故b正确;
c、催化剂只能改变反应速率,不能影响转化率,故c不正确;
d、沸腾炉排出的矿渣中主要成分为Fe
2
O
3
,可作为炼铁原料,故d正确;
故答案为:abd;
(4)吸收塔中SO
3
如果用水吸收,发生反应:SO
3
+H
2
O═H
2
SO
4
,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,阻碍水对三氧化硫的吸收;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:避免形成酸雾;
(5)方法①:先用氨水吸收时,发生反应:SO
2
+2NH
3
?H
2
O═(NH
4
)
2
SO
3
,再用浓硫酸处理时,发生反应:
(NH
4
)
2
SO
3
+H
2
SO
4
═(NH
4
)
2
SO
4
+SO
2
↑+H
2
O,故可获得较高浓度的SO
2
,
方法②:先用含一定水的亚硫酸钠吸收,发生反应:Na
2
SO
3
+SO
2
═2NaHSO
3
;后再加热处理时,发生反应:
2NaHSO
3
Na
2
SO
3
+SO
2
↑,故也可获得较高浓度的SO
2
,同时亚硫酸钠又可再次用于吸收SO
2
,循环利用,而所需能量可由流程中三步骤放热反应产生的废热提供,
故答案为:获得较高浓度的SO
2
;流程中三步骤产生的废热提供;亚硫酸钠可以循环利用;
(6)SO
2
具有还原性,可与多种氧化剂反应,如O
2
、H
2
O
2
、Na
2
O
2
、酸性KMnO
4
溶液、氯水、溴水、碘水等,
根据题意,工业制溴过程中用SO
2
吸收潮湿空气中的Br
2
,可确定反应物为SO
2
、Br
2
、H
2
O,在反应过程中SO
2
表现还原性,
其中+4价硫化合价上升到+6价,生成H
2
SO
4
,Br
2
表现氧化性,化合价降低到-1价,生成HBr.配平得化学方程式为SO
2
+Br
2
+2H
2
O=2HBr+H
2
SO
4
,SO
2
是气体、Br
2
是单质、H
2
O是弱电解质都必须保留化学式,HBr和H
2
SO
4
都是强酸,易溶于水、易电离,所以要改写成离子形式,
即HBr═H
+
+Br、H
2
SO
4
═2H
+
+SO
4
2-
,则得离子方程式SO
2
+Br
2
+2H
2
O=4H
+
+2Br
-
+SO
4
2-
,
故答案为:SO
2
+Br
2
+2H
2
O=4H
+
+2Br
-
+SO
4
2-
.
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工业制取硫酸
相关试题
硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位.(1)硫酸的最大消费渠道是化肥工业,用硫酸制造的常见化肥有 (任写一种).(2)硫酸生产中,根据化学平衡原理来确定的条件或措施有 (填写序号).A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎 B.使用V2O5作催化剂C.转化器中使用适宜的温度 D.净化后的炉气中要有过量的空气E.催化氧化在常压下进行 F.吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3(3)在硫酸工业中,通过下列反应使二氧化硫转化为三氧化硫:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-98.3kJ?mol-1在实际工业生产中,常采用“二转二吸法”,即将第一次转化生成的SO2分离后,将未转化的SO2进行二次转化,假若两次SO2的转化率均为95%,则最终SO2的转化率为 .(4)硫酸的工业制法过程涉及三个主要的化学反应及相应的设备(沸腾炉、转化器、吸收塔).①三个设备分别使反应物之间或冷热气体间进行了“对流”.请简单描述吸收塔中反应物之间是怎样对流的. .②工业生产中常用氨-酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染、废物利用的目的.用化学方程式表示其反应原理.(只写出2个方程式即可) .?
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工业上由FeS2制H2SO4的转化关系如下:填写下列空白:(1)吸收塔中发生反应的化学方程式为 .(2)接触室内发生的反应为:SO2(g)+12O2(g)催化剂△SO3(g)△H=a kJ?mol-1 下表为不同温度(T)下该反应的化学平衡常数(K): T/K 673 723 823 923 K 423 37.4 20.5 4.68 ①根据上表数据及化学平衡理论,上述反应中a 0(填“>”或“<”).②K值越大,表明反应达到平衡时 (填标号).A.SO2的转化率一定越高 B.SO3的产量一定越大C.正反应进行得越完全 D.化学反应速率越大(3)考虑综合经济效益,当炉渣含铁量大于45%时,可用于制硫酸亚铁等.下列利用炉渣里的Fe2O3制FeSO4的方案中,最能体现绿色化学理念的方案是 (填标号)A.Fe2O3CO高温Fe稀硫酸 FeSO4B.Fe2O3稀硫酸 Fe2(SO4)3铁屑 FeSOC.Fe2O3铁粉高温Fe稀硫酸 FeSO4D.Fe2O3H2高温Fe硫酸铜溶液 FeSO4(4)为实现绿色环保、节能减排和废物利用等目的,某硫酸厂用碳酸钙作吸收剂与水配成浆液,洗涤尾气(SO2的体积分数为0.200%)并吸收SO2,得到石膏(CaSO4?2H2O).求:22.4m3(标准状况下)的尾气可制得石膏多少千克?(设二氧化硫的利用率为80.0%)?
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第1章 物质及其变化
1.1 物质的组成和结构
核电荷数
画元素的原子结构示意图
物质的组成、结构和性质的关系
原子构成
原子核外电子的运动状态
原子核外电子排布
原子结构的构造原理
原子序数
质量数与质子数、中子数之间的相互关系
质子数、中子数、核外电子数及其相互联系
第2章 物质的量
2.1 物质的量
阿伏加德罗常数
阿伏加德罗定律及推论
摩尔质量
物质的量的单位——摩尔
物质的量的相关计算
相对分子质量及其计算
相对原子质量及其计算
第3章 物质变化中的能量变化
物质变化中的能量变化
常见的能量转化形式
反应热的大小比较
反应热和焓变
化学反应中能量转化的原因
化学能与热能的相互转化
化学能与热能的应用
化学在解决能源危机中的重要作用
清洁能源
燃烧热
热化学方程式
使用化石燃料的利弊及新能源的开发
探究吸热反应和放热反应
吸热反应和放热反应
用盖斯定律进行有关反应热的计算
中和热
第4章 卤素
卤素
碘与人体健康
卤化银
卤素原子结构及其性质的比较
氯、溴、碘及其化合物的综合应用
氯离子的检验
氯气的化学性质
氯气的实验室制法
氯气的物理性质
探究卤素单质间的置换反应
第5章 硫
硫
常见的生活环境的污染及治理
二氧化硫的化学性质
二氧化硫的污染及治理
工业制取硫酸
硫酸根离子的检验
硫酸盐
浓硫酸的性质
探究二氧化氮与水的反应
探究二氧化硫与水和品红溶液的反应
第6章 碱金属
碱金属
常见金属的活动性顺序及其应用
纯碱工业(侯氏制碱法)
粗盐提纯
碱金属的性质
金属的通性
氯碱工业
钠的化学性质
钠的物理性质
钠的重要化合物
焰色反应
第7章 元素周期律
元素周期律
非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律
金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律
同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系
同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系
微粒半径大小的比较
元素周期表的结构及其应用
元素周期律的实质
元素周期律的作用
元素周期律和元素周期表的综合作用
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