2017-2018學(xué)年高中化學(xué) 第一單元 走進(jìn)化學(xué)工業(yè) 課題1 化工生產(chǎn)過(guò)程中的基本問(wèn)題教學(xué)案 新人教版選修2.doc

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課題1化工生產(chǎn)過(guò)程中的基本問(wèn)題 依據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理確定生產(chǎn)過(guò)程 [自讀教材夯基礎(chǔ)] 1．關(guān)于工業(yè)制硫酸的反應(yīng)原理及過(guò)程需考慮的因素 (1)分析產(chǎn)品的化學(xué)組成，確定生產(chǎn)該產(chǎn)品的主要原料。從H2SO4的組成看，生產(chǎn)原料應(yīng)該是自然界中含硫的物質(zhì)，如硫黃、黃鐵礦(主要成分FeS2)等。 (2)分析產(chǎn)品與生產(chǎn)原料之間關(guān)鍵元素的性質(zhì)，確定反應(yīng)原理和主要生產(chǎn)步驟。H2SO4中S的化合價(jià)是＋6價(jià)，生產(chǎn)過(guò)程中，要先使硫元素轉(zhuǎn)化為SO2，再把SO2轉(zhuǎn)化為SO3，再與H2O反應(yīng)制得硫酸。 2．工業(yè)制硫酸的基本生產(chǎn)原理 以S(或FeS2)為原料制硫酸的反應(yīng)原理用化學(xué)方程式表示為： (1)S＋O2SO2(4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2) (放熱反應(yīng))； (2)2SO2＋O22SO3(放熱反應(yīng))； (3)SO3＋H2O===H2SO4(放熱反應(yīng))。 3．工業(yè)制硫酸的過(guò)程 工業(yè)制硫酸主要分為造氣、催化氧化和吸收三個(gè)階段。 硫酸生產(chǎn)的工藝流程： [跟隨名師解疑難] (1)S或FeS2不能直接被氧化為H2SO4，所以需要經(jīng)過(guò)中間步驟，先得到SO3，再通過(guò)SO3與H2O反應(yīng)得到H2SO4。 (2)煅燒黃鐵礦制得的爐氣中含有三種有害雜質(zhì)：礦塵，砷、硒等化合物，水蒸氣；對(duì)應(yīng)三個(gè)凈化過(guò)程：除塵、水洗和干燥，避免催化劑中毒。 (3)工業(yè)上用98.3%的硫酸吸收SO3，可以避免用水吸收SO3產(chǎn)生的酸霧腐蝕設(shè)備，并且可以提高吸收率。 (4)硫酸生產(chǎn)的三個(gè)主要設(shè)備：沸騰爐、接觸室(催化反應(yīng)室)、吸收塔。 [剖析典例探技法] [例1]　下列對(duì)硫酸生產(chǎn)中化學(xué)反應(yīng)原理的分析正確的是(　　) A．硫酸生產(chǎn)中涉及的三個(gè)化學(xué)反應(yīng)因原料的不同可能全部是氧化還原反應(yīng) B．硫酸生產(chǎn)中涉及的三個(gè)化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng) C．硫酸生產(chǎn)中涉及的三個(gè)化學(xué)反應(yīng)都需要使用催化劑 D．硫酸生產(chǎn)中涉及的三個(gè)化學(xué)反應(yīng)都需要在較高溫度下進(jìn)行 [名師解析]　三個(gè)化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)；三個(gè)反應(yīng)中只有SO2→SO3需使用催化劑；SO3→H2SO4在常溫下進(jìn)行，且是非氧化還原反應(yīng)。 [答案]　B 生產(chǎn)中原料的選擇 [自讀教材夯基礎(chǔ)] 工業(yè)生產(chǎn)某種化工產(chǎn)品，選擇原料時(shí)，要從多方面去考慮，如化學(xué)反應(yīng)原理、廠址選擇、原料、能源、工業(yè)用水的供應(yīng)能力、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、預(yù)處理成本及環(huán)境保護(hù)等。 (1)由于以黃鐵礦為原料制硫酸時(shí)產(chǎn)生的廢棄物太多，處理成本高，故這一工藝正在逐步被淘汰。 (2)依據(jù)反應(yīng)物之間的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快的原理，送進(jìn)沸騰爐的礦石要粉碎成細(xì)小的礦粒，增大礦石跟空氣的接觸面積，使之充分反應(yīng)。 (3)依據(jù)增大廉價(jià)易得的反應(yīng)物的濃度，使較貴重的原料得以充分利用的原理，采用過(guò)量的空氣使黃鐵礦或硫黃充分反應(yīng)。 [剖析典例探技法] [例2]　與以黃鐵礦為原料的生產(chǎn)工藝相比，以硫黃為原料的生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)是(　　) A．SO2的轉(zhuǎn)化率提高 B．產(chǎn)生的廢渣減少 C．耗氧量減少 D．不需要使用催化劑 [名師解析]　以S或FeS2為原料來(lái)制取SO2氣體不影響SO2的轉(zhuǎn)化率，A不正確；黃鐵礦被氧化時(shí)，S元素被氧化為SO2的同時(shí)，F(xiàn)e元素也被氧化生成Fe2O3(廢渣)，故以硫黃為原料時(shí)，耗氧量減少，且產(chǎn)生的廢渣減少，B、C正確。 [答案]　BC [名師點(diǎn)睛] 環(huán)境保護(hù)已成為化工生產(chǎn)乃至原料選擇中優(yōu)先考慮的因素。 生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制 [自讀教材夯基礎(chǔ)] 1．化學(xué)平衡 (1)概念：如果外界條件不發(fā)生變化，可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物和生成物的濃度將不再發(fā)生變化，反應(yīng)體系處于化學(xué)平衡狀態(tài)。如硫酸工業(yè)中將SO2氧化成SO3是一個(gè)可逆反應(yīng)，一定條件下反應(yīng)可達(dá)到平衡狀態(tài)。 (2)改變反應(yīng)條件濃度、溫度、壓強(qiáng)等可破壞原有的化學(xué)平衡。 2．平衡移動(dòng)原理(勒夏特列原理) (1)概念：如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如濃度、溫度、壓強(qiáng)等)，平衡就向能減弱這種改變的方向移動(dòng)。 (2)催化劑對(duì)化學(xué)平衡沒(méi)有(填“有”或“沒(méi)有”)影響，但能改變到達(dá)平衡所需時(shí)間。 3．生產(chǎn)中反應(yīng)條件的選擇 在化工生產(chǎn)中要通過(guò)反應(yīng)條件的控制使反應(yīng)速率和平衡轉(zhuǎn)化率都比較理想，還要同時(shí)考慮控制某些反應(yīng)條件的成本和實(shí)際可能性。 4．SO2催化氧化條件的選擇 化學(xué)反應(yīng) 二氧化硫的催化氧化 化工條件 溫度 壓強(qiáng) 催化劑 400～500_℃ 常壓 V2O5 采用該條件的原因 反應(yīng)速率和SO2轉(zhuǎn)化率都比較理想 SO2的轉(zhuǎn)化率隨壓強(qiáng)增大的并不多 催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率，縮短到達(dá)平衡所需的時(shí)間 [跟隨名師解疑難] 1．平衡移動(dòng)的重要結(jié)論 (1)增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。 (2)升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱的反應(yīng)方向移動(dòng)；降低溫度，化學(xué)平衡向放熱的反應(yīng)方向移動(dòng)。 (3)增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動(dòng)。 2．反應(yīng)2SO2＋O22SO3的適宜條件 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJmol－1 這是一個(gè)氣體分子總數(shù)減小的、放熱的可逆反應(yīng)。 (1)溫度 SO2催化氧化是一個(gè)放熱的可逆反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)理論判斷，溫度較低對(duì)提高SO2的轉(zhuǎn)化率有利。但是，溫度較低時(shí)催化劑活性不高，反應(yīng)速率低。在實(shí)際生產(chǎn)中，選定400～500 ℃作為操作溫度，這時(shí)反應(yīng)速率和SO2的轉(zhuǎn)化率都比較理想。 (2)壓強(qiáng) SO2催化氧化是一個(gè)氣體分子總數(shù)減小的可逆反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)理論判斷，增大壓強(qiáng)對(duì)提高SO2的平衡轉(zhuǎn)化率有利。但是，在常壓、400～500 ℃時(shí)，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，因高壓條件對(duì)設(shè)備提出了苛刻的要求，增大壓強(qiáng)必須增大投資和能量消耗，故在實(shí)際生產(chǎn)中，通常采用常壓操作。 (3)適當(dāng)過(guò)量的空氣 目的是提高SO2的轉(zhuǎn)化率。 綜上所述，催化氧化的適宜條件是常壓、較高的溫度(400～500 ℃)和催化劑。 [剖析典例探技法] [例3]　工業(yè)上生產(chǎn)硫酸時(shí)，利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是一個(gè)關(guān)鍵步驟。壓強(qiáng)及溫度對(duì)SO2轉(zhuǎn)化率的影響如下表(原料氣各成分的體積分?jǐn)?shù)為：SO27%，O211%，N282%)： 壓強(qiáng)/MPa 轉(zhuǎn)化率/% 溫度/℃ 0.1 0.5 1 10 400 99.2 99.6 99.7 99.9 500 93.5 96.9 97.8 99.3 600 73.7 85.8 89.5 96.4 (1)已知SO2的氧化是放熱反應(yīng)，如何利用表中數(shù)據(jù)推斷此結(jié)論？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在400～500 ℃時(shí)，SO2的催化氧化采用常壓而不是高壓，主要原因是：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)選擇適宜的催化劑，是否可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率？____(填“是”或“否”)，是否可以增大該反應(yīng)所放出的熱量？______(填“是”或“否”)。 (4)為提高SO3吸收率，實(shí)際生產(chǎn)中用________吸收SO3。 [名師解析]　(1)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可以看出，在相同壓強(qiáng)下(如在0.1 MPa下)，升高溫度(如由400 ℃升高到500 ℃)時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率降低(由99.2%降低為93.5%)，即升高溫度時(shí)，此化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，而升高溫度，化學(xué)平衡應(yīng)該向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，所以此反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 (2)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可以得知：在0.1 MPa時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，若增大壓強(qiáng)到10 MPa，SO2的轉(zhuǎn)化率只增大了0.7%，變化不大。而壓強(qiáng)增大100倍，需要對(duì)設(shè)備的材料、動(dòng)力、能源等都作相應(yīng)的提高，即要增大成本投入。 (3)使用催化劑只能改變反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間，不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，即對(duì)SO2的轉(zhuǎn)化率不產(chǎn)生影響；而在一定條件下，化學(xué)反應(yīng)放出的熱量與參加反應(yīng)的反應(yīng)物的量成正比，因SO2的轉(zhuǎn)化率不變，所以反應(yīng)放出的熱量也不會(huì)增大。 (4)在實(shí)際生產(chǎn)中是采用98%的濃硫酸作為吸收劑來(lái)吸收SO3的。因?yàn)槿粲盟蛳×蛩徇M(jìn)行吸收會(huì)形成酸霧，將影響SO3的吸收速率和生產(chǎn)效率。 [答案]　(1)壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度升高，SO2轉(zhuǎn)化率下降，說(shuō)明升溫有利于逆反應(yīng)進(jìn)行，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng) (2)增大壓強(qiáng)對(duì)提高SO2轉(zhuǎn)化率無(wú)顯著影響，反而會(huì)增加成本 (3)否　否 (4)98%的硫酸 [名師點(diǎn)睛] 化工生產(chǎn)條件的選擇是理論在生產(chǎn)實(shí)際中的重要應(yīng)用，在選擇生產(chǎn)條件時(shí)既涉及外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響，又要考慮生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題。在學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)對(duì)二氧化硫催化氧化的生產(chǎn)條件(溫度、壓強(qiáng)、充入空氣的量)的選擇充分理解、熟練掌握，并學(xué)會(huì)舉一反三。 生產(chǎn)中三廢的處理 [自讀教材夯基礎(chǔ)] 1．尾氣吸收 硫酸生產(chǎn)的尾氣中含有少量SO2，可用石灰水吸收，使其生成CaSO3，再用H2SO4處理，從而得到含量較高的SO2，可返回用作原料。 化學(xué)方程式為：SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O， CaSO3＋H2SO4===CaSO4＋H2O＋SO2↑。 2．污水處理 硫酸生產(chǎn)過(guò)程中的污水，含有酸性雜質(zhì)，可用石灰乳進(jìn)行中和處理?；瘜W(xué)方程式為H2SO4＋Ca(OH)2===CaSO4＋2H2O。 3．廢渣的利用 (1)爐渣和礦灰可作為煉鐵的原料。 (2)可以用來(lái)提煉貴重的有色金屬。 (3)廢渣還可作為制造水泥的原料或用于制磚。 [跟隨名師解疑難] (1)環(huán)境保護(hù)條件提升到首要考慮因素，所以預(yù)處理和生產(chǎn)過(guò)程中“三廢”情況及處理成本，往往成為是否采用該工藝的決定性因素。 (2)在最終產(chǎn)生的“三廢”中，往往還含有未反應(yīng)的反應(yīng)物，為了充分利用原料，在收集產(chǎn)品或處理“三廢”時(shí)可將剩余反應(yīng)物重新并入原料中，使生產(chǎn)過(guò)程帶有局部循環(huán)的特點(diǎn)，這是化工生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)中常用的方法。 [剖析典例探技法] [例4]　下列廢物處理方法中正確的是(　　) A．化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的二氧化硫廢氣可用濃硫酸吸收 B．化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的二氧化氮廢氣可用水吸收 C．用黃鐵礦做原料生產(chǎn)硫酸的過(guò)程中，產(chǎn)生的廢渣可用于提取燃料 D．用黃鐵礦做原料生產(chǎn)硫酸的過(guò)程中，產(chǎn)生的廢氣可用于提取漂白劑 [名師解析]　二氧化硫在濃硫酸中的溶解度非常小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；二氧化氮一般用燒堿溶液吸收，發(fā)生的反應(yīng)為：2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，B項(xiàng)錯(cuò)誤；黃鐵礦本來(lái)就是無(wú)機(jī)礦物質(zhì)，又經(jīng)過(guò)高溫煅燒，廢渣的主要成分是氧化鐵、二氧化硅、氧化鋁等，從中提取燃料是不現(xiàn)實(shí)的，C項(xiàng)錯(cuò)誤；硫酸生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢氣中含有較高濃度的二氧化硫氣體，二氧化硫可用做漂白劑，D項(xiàng)正確。 [答案]　D [名師點(diǎn)睛]　廠址選擇 (1)化工廠廠址的選擇要考慮一些自然因素，如有無(wú)合適的建筑用地，有無(wú)近便、豐富而優(yōu)質(zhì)的水源，有無(wú)生產(chǎn)所必需的自然資源(如能源和原料)等。 (2)化工廠廠址的選擇要考慮經(jīng)濟(jì)因素，如怎樣接近原料、燃料的產(chǎn)地，如何接近消費(fèi)市場(chǎng)以盡可能節(jié)省運(yùn)輸費(fèi)用、降低生產(chǎn)成本等。 (3)化工廠廠址的選擇既要考慮社會(huì)服務(wù)、生產(chǎn)協(xié)作、勞動(dòng)與技術(shù)等諸多因素，更要考慮生態(tài)效益和社會(huì)效益。如果環(huán)境嚴(yán)重受污染，生態(tài)平衡被破壞，經(jīng)濟(jì)效益最終也將失去。 (4)硫酸廠廠址選擇考慮因素：①有無(wú)市場(chǎng)需求；②是否接近原料產(chǎn)地；③土地供應(yīng)是否充足；④水源是否充足；⑤能源是否充足且廉價(jià)；⑥交通運(yùn)輸是否方便；⑦環(huán)保是否達(dá)標(biāo)。 能量的充分利用 [自讀教材夯基礎(chǔ)] 硫酸生產(chǎn)過(guò)程中的三個(gè)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，如果能充分利用這些熱量，不但可以由硫酸廠自行提供能量，而且還可以向外界輸出大量能量，可大大降低生產(chǎn)成本。 (1)在沸騰爐旁設(shè)置蒸氣鍋爐進(jìn)行發(fā)電。 (2)在接觸室中設(shè)置熱交換器，利用SO2氧化為SO3時(shí)放出的熱量來(lái)預(yù)熱即將參加反應(yīng)的SO2和O2等。 [剖析典例探技法] [例5]　在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，為了有利于SO2的轉(zhuǎn)化，且能充分利用熱能，采用了中間有熱交換器的催化反應(yīng)室(見(jiàn)下圖)，下列有關(guān)說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　) A．采用熱交換裝置，能充分利用“廢熱”，降低生產(chǎn)成本 B．預(yù)熱含有二氧化硫的混合氣體，有利于催化氧化 C．A處流出的氣體為SO2和O2 D．預(yù)熱SO3，有利于被濃硫酸吸收 [名師解析]　此題考查了工業(yè)生產(chǎn)H2SO4的重要設(shè)備之一——催化反應(yīng)室中氣體的流向。原料SO2、O2從裝置左側(cè)中間進(jìn)入熱交換器，吸收熱量后由A處流出再進(jìn)入催化反應(yīng)室發(fā)生反應(yīng)，并放出大量的熱，而熱交換器的作用是把一部分熱量交換給剛進(jìn)入熱交換器的原料氣，然后由下端流入下一個(gè)裝置，SO3溫度過(guò)高不易被吸收，所以下端出來(lái)的氣體溫度較低，這也是熱交換器的作用之一。 [答案]　D [名師點(diǎn)睛]　　硫酸工業(yè)中的三個(gè)原理 (1)化學(xué)平衡原理：增大反應(yīng)物濃度、增大反應(yīng)物間接觸面積，能提高反應(yīng)速率，同時(shí)使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，有利于增加生成物的量。 (2)熱交換原理：在接觸室中產(chǎn)生的熱量經(jīng)過(guò)熱交換器，傳遞給進(jìn)入接觸室需要預(yù)熱的原料氣，為SO2的接觸氧化和SO3的吸收創(chuàng)造了有利條件。 (3)逆流原理：用濃硫酸吸收SO3氣體時(shí)，液體由上向下噴，氣體由下向上升，兩者在逆流過(guò)程中充分接觸。 硫酸工業(yè)生產(chǎn)中的四個(gè)“三” 硫酸工業(yè)中多步反應(yīng)的計(jì)算 硫酸工業(yè)中涉及多步反應(yīng)，計(jì)算起來(lái)比較煩瑣，對(duì)于多步反應(yīng)的計(jì)算，一般可采取以下方法。 (1)關(guān)系式法 先寫(xiě)出多步反應(yīng)的化學(xué)方程式，然后找出反應(yīng)物和生成物之間物質(zhì)的量(或質(zhì)量)之比，列出關(guān)系式，即可一步計(jì)算。 如：用黃鐵礦制硫酸，涉及的反應(yīng)有 4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2， 2SO2＋O22SO3， SO3＋H2O===H2SO4。 原料FeS2與產(chǎn)品H2SO4之間的關(guān)系可以根據(jù)反應(yīng)找出4FeS2～8SO2～8SO3～8H2SO4，即FeS2～2H2SO4，若已知FeS2的質(zhì)量，就可以根據(jù)上面得出的FeS2～2H2SO4關(guān)系，一步計(jì)算出H2SO4的質(zhì)量。 (2)元素守恒法 找出主要原料和最終產(chǎn)物之間物質(zhì)的量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。尋找此關(guān)系的簡(jiǎn)便方法，就是分析原料與產(chǎn)物之間所含關(guān)鍵元素原子個(gè)數(shù)關(guān)系，如FeS2～2H2SO4，S～H2SO4。若已知(欲求)FeS2含量，用前面的關(guān)系式，若已知(欲求)S的含量，用后一關(guān)系式，且二氧化硫轉(zhuǎn)化率、三氧化硫吸收率均可折算成起始物FeS2(或S)進(jìn)行計(jì)算。 1．下列有關(guān)黃鐵礦制硫酸的說(shuō)法中，正確的是(　　) A．沸騰爐中出來(lái)的爐氣，可直接進(jìn)入轉(zhuǎn)化器中進(jìn)行催化氧化 B．焙燒黃鐵礦的反應(yīng)中，二氧化硫是唯一的氧化產(chǎn)物 C．生產(chǎn)過(guò)程中要采用高溫高壓，以有利于二氧化硫更好地轉(zhuǎn)化為三氧化硫 D．三氧化硫在吸收塔中被吸收時(shí)，通常用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%的硫酸做吸收劑，而不直接用水吸收 解析：A項(xiàng)中，爐氣需要經(jīng)過(guò)凈化、干燥等處理，以避免催化劑中毒；B項(xiàng)中，煅燒FeS2時(shí)，鐵元素和硫元素均被氧化，產(chǎn)物不止一種；C項(xiàng)中，反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，高溫不利于SO3的生成。 答案：D 2．在接觸法制硫酸工業(yè)中，接觸室中裝有熱交換器。采用熱交換器的好處是(　　) ①充分利用熱量，降低能耗　②促使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，提高產(chǎn)率　③減少熱量對(duì)環(huán)境的污染?、芴岣咦罱K產(chǎn)品的純度 A．僅①　　　　　　　 B．僅①② C．僅①②③ D．①②③④ 解析：使用熱交換器能充分利用熱量，減少熱量對(duì)環(huán)境的污染。SO2轉(zhuǎn)化為SO3是放熱反應(yīng)，反應(yīng)室溫度降低有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。 答案：C 3．在接觸法制硫酸的工業(yè)生產(chǎn)中，下列生產(chǎn)操作及其原因解釋二者都正確的是(　　) A．黃鐵礦燃燒前需要粉碎，因?yàn)閴K狀黃鐵礦不能燃燒 B．SO2氧化為SO3時(shí)需要高壓，這樣可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率 C．SO2氧化為SO3無(wú)需進(jìn)行加熱，因?yàn)榇朔磻?yīng)為放熱反應(yīng) D．用98.3%的濃H2SO4吸收SO3，可以防止形成酸霧阻礙SO3的吸收 解析：將黃鐵礦石粉碎的目的是增大礦石跟空氣的接觸面積，使之充分反應(yīng)，A不正確；SO2轉(zhuǎn)化為SO3時(shí)，在常壓下的轉(zhuǎn)化率已很高，增大壓強(qiáng)對(duì)SO2的轉(zhuǎn)化率提高不大，且加壓會(huì)增加生產(chǎn)成本和能量消耗，故B不正確；工業(yè)生產(chǎn)中SO2轉(zhuǎn)化為SO3需在催化劑和加熱條件下進(jìn)行，C不正確。 答案：D 4．接觸法生產(chǎn)硫酸的過(guò)程中，對(duì)廢氣、廢水、廢渣、廢熱的處理正確的是(　　) ①尾氣用氨水處理?、谖鬯檬胰樘幚怼、蹚U渣用來(lái)造水泥、煉鐵?、茉O(shè)置廢熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽、供熱或發(fā)電 A．①②　　　　　　　 B．①③④ C．①②③ D．①②③④ 解析：硫酸廠尾氣中含有SO2，可用氨水吸收處理；硫酸廠廢水中含有硫酸可用石灰乳中和；硫酸廠廢渣中含有SiO2、Fe2O3等，可用于制造水泥、煉鐵；由于硫酸生產(chǎn)過(guò)程中三個(gè)化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，可以充分利用這些反應(yīng)放出的熱能來(lái)降低生產(chǎn)成本。 答案：D 5．如圖所示裝置是仿照工業(yè)上制備硫酸的工藝流程設(shè)計(jì)出來(lái)的，用于探究工業(yè)上為何用98.3%的濃硫酸吸收三氧化硫。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)寫(xiě)出沸騰爐內(nèi)煅燒黃鐵礦的化學(xué)反應(yīng)方程式：_____________________________ ________________________________________________________________________； (2)甲和乙相當(dāng)于工業(yè)上制取硫酸裝置中的________； (3)寫(xiě)出在催化劑表面所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式：______________________________ ________________________，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能持續(xù)加熱的理由是______________； (4)在乙反應(yīng)器內(nèi)要求氧氣的量要比二氧化硫的量多一倍左右，你是如何控制和估計(jì)的？________________________________________________________________________。 (5)若丁裝置在反應(yīng)過(guò)程中先出現(xiàn)氣泡，不久就出現(xiàn)了霧，而丙裝置一直都沒(méi)有任何現(xiàn)象，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是(　　) A．濃硫酸對(duì)三氧化硫的吸收效率遠(yuǎn)大于水，三氧化硫被濃硫酸充分吸收 B．三氧化硫的通氣速率太快，三氧化硫未被水和濃硫酸充分吸收 C．丙中的導(dǎo)氣管插得太深，導(dǎo)致兩個(gè)吸收瓶?jī)?nèi)的氣壓差較大 解析：裝置甲有多個(gè)作用，一是通過(guò)觀察氣泡產(chǎn)生的速率調(diào)節(jié)通入二氧化硫、氧氣的比例；二是使兩種原料氣體充分混合；三是直到干燥的作用。 答案：(1)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2　(2)接觸室 (3)2SO2＋O22SO3　防止溫度過(guò)高，而降低SO2的轉(zhuǎn)化率及催化劑活性(4)可以通過(guò)調(diào)節(jié)氣閥，控制氣體流量，觀察甲裝置的冒泡速率進(jìn)行估算　(5)AC [高考感悟] 1．(上海高考)下列關(guān)于硫酸工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．在接觸室中使用鐵粉作催化劑 B．在接觸室中運(yùn)用熱交換技術(shù)可充分利用能源 C．把硫鐵礦磨成細(xì)粉末，可以提高原料的利用率 D．該反應(yīng)采用450～500 ℃主要是因?yàn)樵摐囟认麓呋瘎┗钚院? 解析：硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，SO2的催化氧化用V2O5做催化劑，A錯(cuò)誤；使用熱交換器可節(jié)約能源，B正確；把硫鐵礦磨碎可增大其與氧氣的接觸面積，使反應(yīng)更充分，速率更快，可提高原料利用率，C正確；D項(xiàng)中，該溫度下催化劑的活性高，D正確。 答案：A 2．(山東高考)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是制備硫酸的重要反應(yīng)。下列敘述正確的是(　　) A．催化劑V2O5不改變?cè)摲磻?yīng)的逆反應(yīng)速率 B．增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，反應(yīng)速率一定增大 C．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度將縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間 D．在t1、t2時(shí)刻，SO3(g)的濃度分別是c1、c2，則時(shí)間間隔t1～t2內(nèi)，SO3(g)生成的平均速率為v＝ 解析：解答本題需對(duì)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響及化學(xué)反應(yīng)速率的概念有深刻的理解。催化劑可以同等程度地增大正逆反應(yīng)的反應(yīng)速率，A錯(cuò)誤；如果是恒容下通入惰性氣體增大了體系壓強(qiáng)，反應(yīng)物濃度未變，反應(yīng)速率不變，B錯(cuò)誤；降溫反應(yīng)速率減慢，達(dá)到平衡的時(shí)間增長(zhǎng)，C錯(cuò)誤；D符合反應(yīng)速率的定義，正確。 答案：D 3．(海南高考)以黃鐵礦為原料，采用接觸法生產(chǎn)硫酸的流程可簡(jiǎn)示如下： 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)在爐氣制造中，生成SO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________ ________________________________________________________________________。 (2)爐氣精制的作用是將含SO2的爐氣________、________及干燥，如果爐氣不經(jīng)過(guò)精制，對(duì)SO2催化氧化的影響是________________。 (3)精制爐氣(含SO2體積分?jǐn)?shù)為7%、O2為11%、N2為82%)中SO2平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)關(guān)系如下圖所示。在實(shí)際生產(chǎn)中，SO2催化氧化反應(yīng)的條件選擇常壓、450 ℃左右(對(duì)應(yīng)圖中A點(diǎn))，而沒(méi)有選擇SO2轉(zhuǎn)化率更高的B或C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)條件，其原因分別是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)在SO2催化氧化設(shè)備中設(shè)置熱交換器的目的是________________、________________，從而充分利用能源。 解析：(1)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 (2)SO2氣體中含有礦塵、水汽等，會(huì)對(duì)催化劑的活性和設(shè)備產(chǎn)生不良影響，所以進(jìn)入接觸室之前，需對(duì)氣體進(jìn)行除塵、洗滌及干燥。 (3)由圖可知，在450 ℃、0.1 MPa時(shí)，轉(zhuǎn)化率已達(dá)95%以上，采用更高的壓強(qiáng)，對(duì)設(shè)備要求更高，轉(zhuǎn)化率影響較小；在0.1 MPa，溫度較低時(shí)，反應(yīng)速率較慢、產(chǎn)量低。 (4)將反應(yīng)產(chǎn)物的熱量及時(shí)交換給即將參加反應(yīng)的SO2和O2，使能量循環(huán)利用節(jié)約能源。 答案：(1)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 (2)除塵　洗滌　使催化劑中毒 (3)見(jiàn)解析 (4)能量循環(huán)利用　預(yù)熱SO2和O2 [課時(shí)跟蹤訓(xùn)練] 一、選擇題(本題包括10小題，每小題5分，共50分) 1．有關(guān)接觸法制硫酸的敘述不正確的是(　　) A．硫黃和黃鐵礦均可作為生產(chǎn)原料 B．SO2轉(zhuǎn)化為SO3，需在催化劑加熱條件下進(jìn)行 C．熱交換器可對(duì)生成氣體冷卻，對(duì)原料氣體加熱 D．從吸收塔出來(lái)的硫酸經(jīng)濃縮后可以變成發(fā)煙硫酸 解析：在吸收塔中，用98.3%的硫酸吸收SO3得到的就是“發(fā)煙硫酸”，可用水或稀硫酸稀釋?zhuān)频酶鞣N濃度的硫酸，故D項(xiàng)不正確。 答案：D 2．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．合成硫酸的工業(yè)尾氣可以直接排入大氣 B．進(jìn)入接觸室的氣體，必須先經(jīng)凈化、干燥 C．從沸騰爐中排出的爐渣可以作為肥料 D．在高溫、高壓下由SO2和O2合成SO3 解析：硫酸工業(yè)的尾氣中含有SO2氣體，不能直接排入大氣，A錯(cuò)；沸騰爐中排出的爐渣中含有Fe2O3、砷、硒化合物等，不能用作肥料，C錯(cuò)；D項(xiàng)中的反應(yīng)在常壓下經(jīng)濟(jì)效益較好。 答案：B 3．在工業(yè)生產(chǎn)硫酸中，在吸收塔內(nèi)用來(lái)吸收三氧化硫的是(　　) A．H2O　　　　　　　　　 B．稀硫酸 C．濃硫酸 D．氨水 解析：用水吸收SO3會(huì)產(chǎn)生酸霧，腐蝕設(shè)備，所以用濃硫酸來(lái)吸收SO3。 答案：C 4．工業(yè)上生產(chǎn)硫酸，回收尾氣中SO2氣體，最好選用的是(　　) A．氨水 B．NaOH C．Ca(OH)2 D．濃硫酸 解析：工業(yè)上用廉價(jià)的Ca(OH)2吸收尾氣中的SO2，使其生成CaSO3，然后再用H2SO4處理，從而得到含量較高的SO2，可返回用作原料，故選C。 答案：C 5．接觸法制硫酸的沸騰爐出來(lái)的爐氣必須經(jīng)過(guò)凈化處理，其正確過(guò)程是(　　) A．洗滌、干燥、除塵 B．干燥、除塵、洗滌 C．除塵、洗滌、干燥 D．除去硒和砷的化合物 解析：沸騰爐出來(lái)的氣體中含有礦塵以及砷、硒化合物等，這些物質(zhì)能使催化劑中毒，可通過(guò)除塵、洗滌除去；水蒸氣對(duì)設(shè)備和生產(chǎn)有不良影響，必須干燥。 答案：C 6．為了提高硫酸工業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益，下列做法正確的是(　　) ①對(duì)硫酸工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣、廢渣、廢液進(jìn)行綜合利用　②充分利用硫酸工業(yè)生產(chǎn)中的“廢熱”?、鄄话蚜蛩釓S建在人口稠密的居民區(qū)和環(huán)保要求高的地區(qū) A．① B．② C．③ D．①②③ 解析：①建立處理“三廢”措施，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家“三廢”排放標(biāo)準(zhǔn)；②變“三廢”為寶，實(shí)行綜合利用。盡可能地利用“廢氣、廢渣、廢液、廢熱”，既可以提高原料的利用率，降低成本，又能減少對(duì)環(huán)境的污染。硫酸廠對(duì)環(huán)境的污染是比較嚴(yán)重的，不能建立在人口稠密的地區(qū)和環(huán)保要求高的地區(qū)。 答案：D 7.在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，為了有利于SO2的轉(zhuǎn)化，且能充分利用熱能，采用了中間有熱交換器的接觸室(如右圖)，圖中在a、b、c處流入或流出的氣體正確的是(　　) A．a(chǎn)處SO2、N2　 B．b處SO2、O2、N2 C．a(chǎn)處SO3、O2 D．c處SO3、N2 解析：a處通入的是溫度較低的原料氣(SO2、O2和N2)，經(jīng)過(guò)熱交換器的預(yù)熱，b處得到的是溫度較高的混合氣體(SO2、O2、N2)，然后該氣體經(jīng)過(guò)接觸室的上端進(jìn)入接觸室反應(yīng)生成SO3，由于該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，所以c處流出的氣體中，既有SO3和N2，同時(shí)還含有SO2、O2。 答案：B 8．硫酸制造業(yè)中采取以下幾種措施：①改進(jìn)煅燒黃鐵礦的技術(shù)；②氧化二氧化硫時(shí)使用催化劑；③在氧化二氧化硫的設(shè)備中安裝熱交換器；④將二氧化硫進(jìn)行多次循環(huán)氧化；⑤回收利用尾氣中的二氧化硫。其中能減少酸雨產(chǎn)生的措施是(　　) A．①②④⑤ B．②③④⑤ C．①②③④⑤ D．④⑤ 解析：減少酸雨產(chǎn)生，即減少向環(huán)境中排放SO2，④和⑤能達(dá)此目的。 答案：D 9．在制硫酸的工業(yè)中有以下反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．生產(chǎn)中通入過(guò)量的空氣，可以提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率 B．生產(chǎn)中選擇400～500 ℃，不僅能增大反應(yīng)速率，而且催化劑的活性好 C．根據(jù)實(shí)際情況在生產(chǎn)中選擇常壓，可以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益 D．在催化反應(yīng)室被氧化生成的三氧化硫，進(jìn)入吸收塔被水吸收制成硫酸 解析：用水吸收三氧化硫容易形成酸霧，應(yīng)用98%硫酸吸收三氧化硫。 答案：D 10．有關(guān)硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益的說(shuō)法中，正確的是(　　) A．甲地有豐富的硫鐵礦資源，水源、能源充足，交通便利，是風(fēng)景秀麗的旅游勝地，雖然當(dāng)?shù)厥褂昧蛩岬墓I(yè)不多，但為提高當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)效益宜建硫酸廠 B．為減少SO2對(duì)空氣的污染，可以建筑高煙囪，使含SO2的尾氣在高空擴(kuò)散稀釋?zhuān)ＷC地面達(dá)到安全濃度 C．硫酸生產(chǎn)過(guò)程排放的污染物主要是含SO2的尾氣、固體殘?jiān)U酸和廢水等 D．選擇硫酸廠廠址時(shí)，當(dāng)經(jīng)濟(jì)利益與環(huán)保問(wèn)題有沖突時(shí)，為提高人們的物質(zhì)生活水平，應(yīng)先考慮經(jīng)濟(jì)利益的問(wèn)題 解析：硫酸廠是污染性的企業(yè)，不應(yīng)建在風(fēng)景區(qū)；當(dāng)?shù)厥褂昧蛩岬墓I(yè)不多，也不宜建硫酸廠，因?yàn)榱蛩岬倪h(yuǎn)程運(yùn)輸成本高，危險(xiǎn)性大，故A錯(cuò)誤；將SO2排放到高空，SO2的總量不會(huì)減少，且會(huì)形成酸雨危害環(huán)境，故B錯(cuò)誤；選擇硫酸廠廠址在考慮經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，必須考慮環(huán)保問(wèn)題，也就是要提高綜合社會(huì)效益，故D錯(cuò)誤。 答案：C 二、非選擇題(本題包括4小題，共50分) 11．(12分)在硫酸工業(yè)中，通過(guò)下列反應(yīng)使SO2轉(zhuǎn)化為SO3：2SO2＋O22SO3(放熱反應(yīng))。已知常壓下平衡混合氣體中SO3的體積分?jǐn)?shù)為91%。試回答： (1)在生產(chǎn)中常用過(guò)量的空氣是為了_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)加熱到400～500 ℃是由于_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)壓強(qiáng)采用________，原因是_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)常用濃H2SO4來(lái)吸收SO3，而不用水，因?yàn)開(kāi)________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：此題考查了在硫酸工業(yè)中運(yùn)用化學(xué)平衡原理選擇適宜生產(chǎn)條件的能力。選擇適宜的反應(yīng)條件，要從濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等條件中考慮該反應(yīng)的速率、轉(zhuǎn)化率，同時(shí)還要考慮工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況。如第(2)(4)兩問(wèn)是考慮速率問(wèn)題，第(1)(3)兩問(wèn)則是考慮化學(xué)平衡問(wèn)題，且第(3)問(wèn)還要考慮生產(chǎn)的實(shí)際情況。 答案：(1)增大氧氣的濃度，提高成本較高的SO2的轉(zhuǎn)化率 (2)在此溫度下，催化劑活性最好，反應(yīng)速率快，可縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，提高單位時(shí)間內(nèi)SO3的產(chǎn)率 (3)常壓　因常壓下平衡混合氣體中SO3的體積分?jǐn)?shù)已達(dá)很高，若再加壓，對(duì)設(shè)備動(dòng)力系統(tǒng)要求高，成本高，加壓已無(wú)實(shí)際意義 (4)用水吸收易形成酸霧，降低吸收速率，同時(shí)腐蝕設(shè)備 12．(13分)工業(yè)制硫酸生產(chǎn)流程如下圖所示： (1)我國(guó)黃鐵礦資源比較豐富，但很多工廠仍以硫黃為原料生產(chǎn)硫酸，理由是________________________________________________________________________。 (2)在催化反應(yīng)室，下列措施中有利于提高SO2平衡轉(zhuǎn)化率的是______________。 A．升高溫度 B．減小壓強(qiáng) C．不斷補(bǔ)充空氣 D．及時(shí)分離出SO3 (3)在生產(chǎn)中為提高催化劑催化效率采取了哪些措施？_____________________(至少答出兩點(diǎn)措施)。 (4)經(jīng)檢測(cè)生產(chǎn)硫酸的原料氣成分(體積分?jǐn)?shù))為SO2 7%、O2 11%、N2 82%。在500℃，0.1 MPa條件下達(dá)到平衡時(shí)，各種氣體的體積比為V(SO2) ∶V(SO3)∶V(O2)∶V(N2)＝0.46∶6.54∶7.73∶82，則SO2的轉(zhuǎn)用率為_(kāi)_______。 解析：二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的反應(yīng)為正反應(yīng)氣體體積減小的放熱反應(yīng)，所以低溫高壓有利于提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，增加反應(yīng)物O2的濃度和減少生成物SO3的濃度，可使化學(xué)平衡向正方向移動(dòng)，提高SO2的轉(zhuǎn)化率。在生產(chǎn)過(guò)程中，氮?dú)鉀](méi)有參加反應(yīng)，所以其體積不變，則可看成反應(yīng)前氣體的體積SO2、O2、N2分別為7 L、11 L、82 L，反應(yīng)后SO2的體積為0.46 L，所以SO2的轉(zhuǎn)化率為100%＝93.4%。 答案：(1)黃鐵礦為原料的生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物多，處理成本高　(2)CD (3)①凈化氣體；②控制溫度在400～500℃；③增大催化劑與反應(yīng)氣體的接觸面積　(4)93.4% 13．(12分)硫酸工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位。 (1)硫酸的最大消費(fèi)渠道是化肥工業(yè)，用硫酸制造的常見(jiàn)化肥有________________(任寫(xiě)一種)。 (2)硫酸生產(chǎn)中，根據(jù)化學(xué)平衡原理來(lái)確定的條件或措施有____________(填寫(xiě)序號(hào))。 A．礦石加入沸騰焙燒爐之前先粉碎 B．使用V2O5作催化劑 C．催化反應(yīng)室中使用適宜的溫度 D．凈化后的爐氣中要有過(guò)量的空氣 E．催化氧化在常壓下進(jìn)行 F．吸收塔中用98.3%的濃硫酸吸收SO3 (3)在硫酸工業(yè)中，通過(guò)下列反應(yīng)使二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫： 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(放熱反應(yīng)) 在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，常采用“二轉(zhuǎn)二吸法”，即將第一次轉(zhuǎn)化生成的SO3分離后，將未轉(zhuǎn)化的SO2進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化，假若兩次SO2的轉(zhuǎn)化率均為95%，則最終SO2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______。 (4)硫酸的工業(yè)制法過(guò)程涉及三個(gè)主要的化學(xué)反應(yīng)及相應(yīng)的設(shè)備(沸騰爐、接觸室、吸收塔)。 ①三個(gè)設(shè)備分別使反應(yīng)物之間或冷熱氣體間進(jìn)行了“對(duì)流”。請(qǐng)簡(jiǎn)單描述吸收塔中反應(yīng)物之間是怎樣對(duì)流的。 ________________________________________________________________________。 ②工業(yè)生產(chǎn)中常用氨—酸法進(jìn)行尾氣脫硫，以達(dá)到消除污染、廢物利用的目的。用化學(xué)方程式表示其反應(yīng)原理(只寫(xiě)出2個(gè)化學(xué)方程式即可)。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(2)根據(jù)化學(xué)平衡原理來(lái)確定的條件有D項(xiàng)(增大反應(yīng)物濃度，使平衡正向移動(dòng))；根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理，降溫有利于平衡正向移動(dòng)，保持適宜溫度是為了使催化劑效率最高。 (3)轉(zhuǎn)化率為95%＋(1－95%)95%＝99.75%。 (4)SO2用氨水吸收后再用H2SO4處理，可得相應(yīng)化肥，SO2可以再次循環(huán)利用。 答案：(1)(NH4)2SO4(或K2SO4)　(2)D　(3)99.75% (4)①SO3從吸收塔底部進(jìn)入，吸收劑(濃硫酸)從頂部下淋，形成對(duì)流 ②SO2＋NH3H2O===NH4HSO3　2NH4HSO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋2H2O＋2SO2↑ [或SO2＋2NH3H2O===(NH4)2SO3＋H2O (NH4)2SO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋H2O＋SO2↑] 14．(13分)以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖如下： (1)接觸室中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)依據(jù)工藝流程圖判斷下列說(shuō)法正確的是(選填序號(hào)字母)________。 a．為使黃鐵礦充分燃燒，需將其粉碎 b．過(guò)量空氣能提高SO2的轉(zhuǎn)化率 c．使用催化劑能提高SO2的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率 d．沸騰爐排出的礦渣可供煉鐵 (3)每160 g SO3氣體與H2O化合放出260.6 kJ的熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)吸收塔排出的尾氣先用氨水吸收，再用濃硫酸處理，得到較高濃度的SO2和銨鹽。 SO2既可作為生產(chǎn)硫酸的原料循環(huán)再利用，也可用于工業(yè)制溴過(guò)程中吸收潮濕空氣中的Br2。SO2吸收Br2的離子方程式是______________________________________________。 解析：本題主要考查硫酸工業(yè)、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、計(jì)算等。 (1)SO2和O2在接觸室發(fā)生反應(yīng)生成SO3：2SO2＋O22SO3。 (2)選項(xiàng)a，將黃鐵礦粉碎能增加反應(yīng)物接觸面積而加快反應(yīng)速率。選項(xiàng)b，增加反應(yīng)物空氣(O2)濃度能提高SO2的轉(zhuǎn)化率。選項(xiàng)c，催化劑對(duì)轉(zhuǎn)化率無(wú)影響。選項(xiàng)d，礦渣中含有Fe2O3，可用于冶煉鐵。 (3)160 g SO3(g)與H2O(l)反應(yīng)生成H2SO4(l)放出260.6 kJ熱量，則1 mol SO3(g)與H2O(l)反應(yīng)生成H2SO4(l)放出130.3 kJ熱量，則相關(guān)熱化學(xué)方程式為SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l) ΔH＝－130.3kJ/mol。 答案：(1)2SO2＋O22SO3 (2)abd (3)SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l) ΔH＝－130.3 kJ/mol (4)SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO