Question

1．如圖1所示的是黃鐵礦為主要原料接觸發(fā)至硫酸工業(yè)的流程示意圖以黃鐵礦為原料生產硫酸的工藝流程圖如下：

（1）接觸法至硫酸的沸騰爐處理啊的爐氣必須經過凈化處理，目的是為了防止催化劑中毒．
（2）接觸法制硫酸中沒有設計的設備是B（填序號）
A．沸騰爐       B．合成塔          C．吸收塔        D．接觸室
（3）從⑤處排出的氣體是B（填序號）
A．SO₂、SO₃ B．SO₂、O₂ C．SO₃、O₂ D．水蒸氣
（4）對從進口⑧噴進的液體的敘述最準確的是C（填序號）．
A．水      B．發(fā)煙硫酸         C.98.3%的濃硫酸      D．稀硫酸
（5）在生產中常使用過量的空氣是為了提高SO₂的轉化率．
（6）在B設備中加熱到400℃～500℃是由于①加快反應速率，②提高催化劑的催化能力．
（7）對于SO₂接觸氧化的反應，圖2中的甲、乙、丙分別表示在不同條件下，SO₃在反應混合物中的體積分數(shù)（y）與時間（x）的關系，請按圖所示填寫：

①若甲圖兩條曲線分別表示有催化劑和無催化劑的情況，則a表示有催化劑的情況；
②若乙圖兩條曲線分別表示不同壓強的情況，則a表示壓強較大的情況；
③若丙圖兩條曲線分別表示600℃和400℃的情況，則b表示600℃的情況．

Answer 1

分析 根據(jù)以黃鐵礦（主要成分是FeS₂）為原料生產硫酸的工藝流程圖可知：
第一步：SO₂的制�。�主要原料是黃鐵礦和空氣，在高溫下煅燒，使硫元素轉變成SO₂氣體，反應方程式為：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，設備為沸騰爐．黃鐵礦需要粉碎，以增大和空氣的接觸面；
第二步：SO₃的制�。畯姆序v爐中出來的氣體需經過凈化、除塵，以防止催化劑中毒，進入接觸室在催化劑作用下SO₂和O₂反應生成SO₃，設備為接觸室，同時涉及熱量的交換、催化劑的作用、平衡的移動等問題；
第三步：硫酸的生成．從接觸室中出來的氣體進入吸收塔，為避免酸霧形成需用濃H₂SO₄吸收，以此解答（1）（2）（3）（4）；
（5）二氧化硫被空氣氧化為三氧化硫是可逆反應；
（6）合成氨的過程并必須選擇適宜的溫度，保障反應速率和限度較大；
（7）①使用催化劑，加快反應速率，縮短到達平衡的時間，平衡不移動；
②壓強大，速率大，到達平衡的時間短；
③溫度大，速率大，到達平衡的時間短．

解答 解：（1）煅燒黃鐵礦形成的爐氣主要是二氧化硫氣體，另外含有雜質，能使催化劑中毒，影響催化氧化的效果；
故答案為：防止催化劑中毒；
（2）工業(yè)接觸法制硫酸時，硫鐵礦在沸騰爐灼燒來制取二氧化硫氣體，二氧化硫和氧氣在接觸室中發(fā)生催化氧化來制備三氧化硫，三氧化硫在吸收塔中被98%的濃硫酸吸收制取發(fā)煙硫酸，所以涉及的設備有沸騰爐、接觸室和吸收塔，故選B；
（3）進入接觸室在催化劑作用下SO₂和O₂反應生成SO₃，三氧化硫在吸收塔中被98%的濃硫酸吸收制取發(fā)煙硫酸，未反應完的SO₂和O₂再次進入接觸室反應生成SO₃，即從⑤處排出的氣體是SO₂和O₂；
故選B；
（4）三氧化硫在吸收塔中被98%的濃硫酸吸收制取發(fā)煙硫酸，即對從進口⑧噴進的液體的98.3%的濃硫酸；
故選C；
（5）用過量的空氣能促進SO₂的轉化，平衡正向移動，則SO₂的轉化率增大，
故答案為：提高SO₂的轉化率；
（6）合成氨的過程中，為保障反應速率和限度較大、催化劑的活性大，要選擇適宜的溫度400-500℃；
故答案為：提高催化劑的催化能力；
（7）①使用催化劑，加快反應速率，縮短到達平衡的時間，平衡不移動，由圖可知，a先到達平衡，故a曲線表示使用催化劑，b達到平衡所用時間較長，則b曲線表示沒有使用催化劑，
故答案為：a；
②由乙圖可知，根據(jù)到達平衡時間，a所用時間短，說明a的反應速率快，所以a的壓強高；
故答案為：a；
③由丙圖可知，根據(jù)到達平衡時間，b所用時間短，說明b的反應速率快，所以b的溫度高；
故答案為：b．

點評 本題考查工業(yè)制硫酸，把握制備濃硫酸的工藝流程及設備的作用、發(fā)生的化學反應為解答的關鍵，同時還涉及化學平衡圖象、影響化學平衡的因素，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的靈活應用能力．