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以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下:(1)将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整4 +11O2 高温 2Fe2O3+8SO2(2)接触室中发生反应的化学方程式是 .(3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是(选填序号字母) .a.为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎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.沸腾炉排出的矿渣可供炼铁(4)每160g SO3气体与H2O化合放出260.6kJ的热量,该反应的热化学方程式是 .(5)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收,再用浓硫酸处理,得到较高浓度的SO2和铵盐.①SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用,也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2.SO2吸收Br2的离子方程式是 .②为测定该铵盐中氮元素的质量分数,将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的NaOH溶液中,沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解),该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全,测定浓硫酸增加的质量.部分测定结果:铵盐质量为10.00g和20.00g时,浓硫酸增加的质量相同;铵盐质量为30.00g时,浓硫酸增加的质量为0.68g;铵盐质量为40.00g时,浓硫酸的质量不变.计算:该铵盐中氮元素的质量分数是 %;若铵盐质量为l5.00g,浓硫酸增加的质量为 .(计算结果保留两位小数)试题及答案-填空题-云返教育
试题详情
以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下:
(1)将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整
4
+11O
2
高温
2Fe
2
O
3
+8SO
2
(2)接触室中发生反应的化学方程式是
.
(3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是(选填序号字母)
.
a.为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎
b.过量空气能提高SO
2
的转化率
c.使用催化剂能提高SO
2
的反应速率和转化率
d.沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
(4)每160g SO
3
气体与H
2
O化合放出260.6kJ的热量,该反应的热化学方程式是
.
(5)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收,再用浓硫酸处理,得到较高浓度的SO
2
和铵盐.
①SO
2
既可作为生产硫酸的原料循环再利用,也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br
2
.SO
2
吸收Br
2
的离子方程式是
.
②为测定该铵盐中氮元素的质量分数,将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的NaOH溶液中,沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解),该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全,测定浓硫酸增加的质量.
部分测定结果:
铵盐质量为10.00g和20.00g时,浓硫酸增加的质量相同;
铵盐质量为30.00g时,浓硫酸增加的质量为0.68g;铵盐质量为40.00g时,浓硫酸的质量不变.
计算:该铵盐中氮元素的质量分数是
%;若铵盐质量为l5.00g,浓硫酸增加的质量为
.(计算结果保留两位小数)
试题解答
FeS
2
:
2SO
2
+O
2
催化剂
△
2SO
3
:abd:
SO
3
(g)+H
2
O(l)=H
2
SO
4
(l)△H=-130.3KJ/mol
:
SO
2
+Br
2
+2H
2
O=4H
+
+2Br
-
+SO
4
2-
:14.56:2.31g
解:(1)依据题意,黄铁矿是制硫酸的第一步所需的原料,由成分可知化学式为FeS
2
,故答案为:FeS
2
;
(2)沸腾炉中生成的二氧化硫气体和空气中的氧气在接触室内发生的催化氧化反应生成三氧化硫;2SO
2
+O
2
催化剂
△
2SO
3
故答案为:2SO
2
+O
2
催化剂
△
2SO
3
;
(3)粉碎矿石增大接触面积提高反应速率;增加空气的量会使平衡正向进行,提高了二氧化硫的转化率;催化剂只改变速率不改变平衡,不改变转化率;生产过程中的矿渣中含有三氧化二铁;所以正确的是abd;故答案为:abd;
(4)每160g SO
3
气体物质的量为2mol;与液态H
2
O化合放出260.6kJ的热量,1mol三氧化硫和水反应放热130.3KJ;热化学方程式为:SO
3
(g)+H
2
O(l)=H
2
SO
4
(l);△H=-130.3kJ/mol
故答案为:SO
3
(g)+H
2
O(l)=H
2
SO
4
(l);△H=-130.3kJ/mol;
(5)①SO
2
吸收Br
2
的反应中二氧化硫被氧化为硫酸,溴单质被还原为溴化氢,离子方程式为SO
2
+Br
2
+2H
2
O=4H
+
+2Br
-
+SO
4
2-
,故答案为:SO
2
+Br
2
+2H
2
O=4H
+
+2Br
-
+SO
4
2-
;
②从吸收塔出来的气体用一定量氨水吸收,得到的铵盐产品是(NH
4
)
2
SO
3
和NH
4
HSO
3
的混合物;本反应历程是:OH
-
首先是和NH
4
HSO
3
中的H
+
反应,随后有多的OH
-
再和NH
4
+
反应放出氨气,所以随着铵盐的量的增大,NH
4
HSO
3
的量也增大,放出的氨气的量会为0;
由题知铵盐质量为30.00g时,产生0.04molNH
3
.该铵盐中NH
4
HSO
4
先与NaOH溶液反应,2NH
4
HSO
4
+2NaOH=(NH
4
)
2
SO
4
+Na
2
SO
4
+H
2
O,只有当NH
4
HSO
4
中的H
+
消耗完全后,NH
4
+
才能与NaOH溶液反应产生NH
3
,NH
4
+
+OH
-
=NH
3
↑+H
2
O.据此判断铵盐质量为10.00g时NaOH溶液过量,铵盐质量为20.00g和30.00g时,消耗的NaOH质量相等.设10.00g铵盐中NH
4
HSO
4
与(NH
4
)
2
SO
4
的物质的量分别为X、Y,n(NH
3
)=n(OH
-
)-n(H
+
),则有:
铵盐质量/g
10.00
20.00
30.00
40.00
含NH
4
HSO
4
、(NH
4
)
2
SO
4
/mol
X、Y
2X、2Y
3X、3Y
4X、4Y
产生NH
3
/mol
X+2Y
X+2Y
0.04
0
消耗NaOH/mol
2X+2Y
3X+2Y
3X+0.04
3X+0.04
因此3X+2Y=3X+0.04,解得Y=0.02mol,又115X+132Y=10.00,得X=0.064mol.则该铵盐中氮元素的质量分数=
(0.064+2×0.02)×14
10.00
×100%=14.56%.计算15.00 g铵盐与NaOH溶液反应产生的NH
3
;由上面讨论可知此NaOH溶液中共有0.232molNaOH,当铵盐质量为15.00g时含0.096mol NH
4
HSO
4
和0.03mol (NH
4
)
2
SO
4
,共有NH
4
+
和H
+
0.252mol,故NaOH不足,此时产生n(NH
3
)=(0.232-0.096)mol=0.136mol,NH
3
的质量=0.136mol×17g/mol=2.31g.
故答案为:14.56; 2.31g.
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吸热反应和放热反应
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第4章 卤素
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二氧化硫的污染及治理
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元素周期律
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金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律
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