Question

选做[化学—一选修2：化学与技术](15分)  以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

（1）沸腾炉中发生反应的化学方程式为                    。

（2）接触室中发生如下反应：2 SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)   △H＝一196．6 kJ·mol^-1某研究小组模拟工业生产，在实验室中研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响．下列分析正确的是                 。

a．图I研究的是t₀时刻增大O₂的浓度对反应速率的影响

b．图Ⅱ研究的是t₀时刻加入催化剂对反应速率的影响

c．图Ⅲ研究的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高

d．图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较低

（3）已知：SO₃(g)+H₂O（1）＝H₂SO₄（1）  ΔH＝一130．3 kJ·mol^-1。当有6．72×10⁴L(已折算为标准状况下)SO₃气体与H₂O化合时放出的热量为              (保留两位有效数字)。

（4）依据工艺流程图判断下列说法正确的是                 (选填序号字母)。

a．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁

b．过量空气能提高SO₂的转化率

c．使用催化剂能提高SO₂的反应速率和转化率

d．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎

（5）吸收塔吸收SO₃用98．3％浓硫酸的原因是                                    。

（6）某硫酸厂为测定接触室所得气体中S0₂的体积分数，取280 mL(已折算成标准状况)气体样品与足量Fe₂(SO₄)₃溶液完全反应后，用浓度为0．02 mol·L^-1的K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至终点，消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00mL。

已知：Cr₂O₇^2-+Fe²⁺+H⁺→Fe³⁺+H₂O十Cr³⁺(未配平)

①SO₂通入Fe₂(SO₄)₃溶液中发生反应的离子方程式为                              。

②接触室所得气体中SO₂的体积分数为                                 。

Answer

（1）4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 （2）b （3）3.9×105kJ （4）abd

（5）SO3与H2O化合放出大量的热，用水或稀硫酸吸收容易形成酸雾，不利于充分吸收SO3

（6）①SO2＋2Fe3＋＋2H2O＝SO42－＋2Fe2＋＋4H＋ ②12.00%

【解析】

试题分析：（1）沸腾炉中铁矿石与氧气反应生成氧化铁和SO2，发生反应的化学方程式为4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2。

（2）a．增大氧气浓度正反应速率瞬间增大，逆反应速率瞬间不变，a错误；b．催化剂只能改变反应速率，但不能影响平衡状态，则图Ⅱ研究的是t0时刻加入催化剂对反应速率的影响，b正确；c．催化剂只能改变反应速率，但不能影响平衡状态，即SO2的转化率不变，c错误；d．曲线乙首先达到平衡状态，反应速率快，则乙的温度较高，d错误，答案选b。

（3）三氧化硫的物质的量＝，所以反应中放出的热量＝3000mol×130.3kJ/mol＝3.9×105kJ。

（4）a、沸腾炉排出的矿渣中主要成分为氧化铁，可作为炼铁原料，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SO2更多的转化成SO3，所以过量空气能提高SO2的转化率，b正确；c、催化剂只能改变反应速率，不能影响转化率，c不正确；d、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，增大接触面积，提高反应速率，d正确，答案选abd。

（5）由于SO3与H2O化合放出大量的热，用水或稀硫酸吸收容易形成酸雾，不利于充分吸收SO3。

（6）①硫酸铁具有氧化性，能把SO2氧化为硫酸，则SO2通入Fe2(SO4)3溶液中发生反应的离子方程式为SO2＋2Fe3＋＋2H2O＝SO42－＋2Fe2＋＋4H＋。

②根据电子得失守恒可知SO2的物质的量＝。混合气体的物质的量＝0.28L÷22.4L/mol＝0.0125mol，所以接触室所得气体中SO2的体积分数为。

考点：考查化学技术模块分析与判断