Question

請根據(jù)接觸法制硫酸的簡單流程圖，回答下列問題：
（1）若A中毎燃燒240gFeS₂就會放出1706kJ熱量，寫出此狀況下FeS₂燃燒的熱化學方程式

 

；
（2）在A設備里，礦石燃燒前要粉碎成細小礦粒，請用化學反應原理解釋其原因：

 

；
（3）進入設備B的氣體必須經(jīng)過凈化、干燥處理，其原因是

 

；
（4）設備B中反應的化學方程式是

 

（5）設備C中用

 

吸收SO₃，其原因是

 

；
（6）某工廠生成硫酸每天消耗含F(xiàn)eS₂質(zhì)量分數(shù)為70%的礦石120t，計算每天可制得
98%的濃硫酸的質(zhì)量（假設反應中硫元素的轉(zhuǎn)化率為90%，要求有計算過程）．

Answer 1

考點：工業(yè)制取硫酸

專題：化學應用

分析：（1）240gFeS₂就會放出1706kJ熱量，即據(jù)2mol釋放1706KJ熱量，據(jù)此寫成熱化學方程式；
（2）礦石燃燒前要粉碎成細小礦粒，增大了接觸面積，加快反應速率；
（3）爐氣含有大量的雜質(zhì)，例如：砷、硒等的化合物和礦塵等，這些雜質(zhì)把催化劑覆蓋著，催化劑會失去了催化作用；
（4）設備B為接觸室，二氧化硫與空氣中的氧氣反應生成三氧化硫，據(jù)此寫成化學方程式；
（5）吸收塔中SO₃如果用水吸收，發(fā)生反應：SO₃+H₂O═H₂SO₄，該反應為放熱反應，放出的熱量易導致酸霧形成，阻隔在三氧化硫和水之間，阻礙三氧化硫?qū)λ�的吸收；而濃硫酸的沸點高，難以氣化，不會形成酸霧，同時三氧化硫易溶于濃硫酸，所以工業(yè)上從吸收塔頂部噴灑濃硫酸作吸收液，最終得到“發(fā)煙”硫酸；
（6）含F(xiàn)eS₂質(zhì)量分數(shù)為70%的礦石120t，又由于硫元素的轉(zhuǎn)化率為90%，根據(jù)S元素守恒計算．

解答： 解：（1）240gFeS₂就會放出1706kJ熱量，即據(jù)2mol釋放1706KJ熱量，則熱化學方程式可寫為：4FeS₂（s）+11O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g）△H=-3412.0 kJ?mol^-1；故答案為：4FeS₂（s）+11O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g）△H=-3412.0 kJ?mol^-1；
（2）礦石燃燒前要粉碎成細小礦粒，增大了接觸面積，加快反應速率，故答案為：增加反應物的接觸面，加速反應；
（3）爐氣含有大量的雜質(zhì)，例如：砷、硒等的化合物和礦塵等，這些雜質(zhì)把催化劑覆蓋著，催化劑會失去了催化作用，故答案為：防止催化劑中毒；
（4）設備B為接觸室，二氧化硫與空氣中的氧氣反應生成三氧化硫，則化學方程式為：2SO₂+O₂

催化劑

加熱

2SO₃，故答案為：2SO₂+O₂

催化劑

加熱

2SO₃；
（5）吸收塔中SO₃如果用水吸收，發(fā)生反應：SO₃+H₂O═H₂SO₄，該反應為放熱反應，放出的熱量易導致酸霧形成，阻隔在三氧化硫和水之間，阻礙三氧化硫?qū)λ�的吸收；而濃硫酸的沸點高，難以氣化，不會形成酸霧，同時三氧化硫易溶于濃硫酸，所以工業(yè)上從吸收塔頂部噴灑濃硫酸作吸收液，最終得到“發(fā)煙”硫酸，故答案為：
98.3%的濃硫酸充分吸收SO₃，為了防止形成酸霧，不利于SO₃的吸收；
（6）含F(xiàn)eS₂質(zhì)量分數(shù)為70%的礦石120t，則n（S）=2×

120×106g×70%

120g/mol

=1.4×10⁶mol，又由于硫元素的轉(zhuǎn)化率為90%，即生成硫酸的物質(zhì)的量為：1.4×10⁶mol×90%=1.26×10⁶mol，生成98%的濃硫酸的質(zhì)量為：

1.26×106mol×98g/mol

98%

=1.26t，
答：計算每天可制得98%的濃硫酸的質(zhì)量為126t．

點評：本題考查工業(yè)生產(chǎn)硫酸工業(yè)流程，難度不大，最后第（6）題計算可以采用元素守恒的計算方法．