Question

【題目】[化學(xué)—選修2：化學(xué)生活與技術(shù)]以黃鐵礦為原料，采用接觸法生產(chǎn)硫酸的流程可簡示如下：

請回答下列問題：

（1）在爐氣制造中，生成SO2的化學(xué)方程式為_________________________________________；

（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)過精制，對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(對應(yīng)圖中A點(diǎn))，而沒有選擇SO2轉(zhuǎn)化率更高的B或C點(diǎn)對應(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。

Answer 1

【答案】（1）4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 （2）)除塵　水洗　礦塵以及砷、硒等元素的化合物會(huì)使催化劑中毒，水蒸氣對設(shè)備和生產(chǎn)有不良影響（3）不選B點(diǎn)，是因?yàn)閴簭?qiáng)大對設(shè)備的投資大，消耗的動(dòng)能大，同溫度下SO2原料的轉(zhuǎn)化率在0.1 MPa時(shí)已達(dá)到97%左右，再提高壓強(qiáng)，SO2的轉(zhuǎn)化率提高的余地很小，所以采用0.1 MPa；不選擇C點(diǎn)，是因?yàn)闇囟鹊痛呋瘎┑拇呋�作用受影響，反�?yīng)速率低，450℃時(shí)，催化劑的催化效率最高（4）利用反應(yīng)放出的熱量預(yù)熱原料氣，上層反應(yīng)氣經(jīng)熱交換器溫度降到400～500℃進(jìn)入下層使反應(yīng)更加完全

【解析】

試題分析：（1）4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2

（2）)SO2氣體中含有礦塵、水汽等，會(huì)對催化劑的活性和設(shè)備產(chǎn)生不良影響，所以進(jìn)入接觸室之前，需對氣體進(jìn)行除塵、洗滌及干燥。

（3）由題圖可知，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、效率低。

（4）將反應(yīng)產(chǎn)物的熱量及時(shí)交換給SO2和O2，使平衡2SO2＋O22SO3向右移動(dòng)，提高SO2的轉(zhuǎn)化率，使能量循環(huán)利用節(jié)約能源。