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  • 工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行，即煅烧、催化氧化、吸收．请回答下列个问题：（1）煅烧黄铁矿形成的炉气必须经除尘、洗涤、干燥后进入 （填设备名称）（2）催化氧化阶段反应2SO2（g）+O2（g）催化剂△2SO3（g）；△H＜0550℃时，SO2转化为SO3的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图1所示．理论上要提高SO2的转化率，反应的条件应是 温、高压（填“高”、“低”、或“常”），但通常情况下工业生产中采用常压的原因是 ．将2.0mol SO2和1.0mol O2置于5L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10M Pa．该反应的平衡常数等于 ．（3）为循环利用催化剂，科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，回收率达91.7%以上．已知废钒催化剂中含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣．查阅资料知：VOSO4可溶于水，V2O5难溶于水，NH4VO3难溶于水．该工艺的流程如图．则：反应①②③④中属于氧化还原反应的是 （填数字序号），反应③的离子方程式为 ．该工艺中反应③的沉淀率（又称沉矾率）是回收钒的关键之一，沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比）和温度．根据下图试建议控制氯化铵系数和温度： 、 ．试题及答案-填空题-云返教育

      • 试题详情

      工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行，即煅烧、催化氧化、吸收．请回答下列个问题：
      （1）煅烧黄铁矿形成的炉气必须经除尘、洗涤、干燥后进入                （填设备名称）

      （2）催化氧化阶段反应2SO      2（g）+O2（g）
      催化剂
      △
      2SO3（g）；△H＜0
      550℃时，SO      2转化为SO3的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系
      如图1所示．
      理论上要提高SO      2的转化率，反应的条件应是          温、高压（填“高”、“低”、或“常”），但通常情况下工业生产中采用常压的原因是          ．
      将2.0mol SO      2和1.0mol O2置于5L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10M Pa．该反应的平衡常数等于          ．
      （3）为循环利用催化剂，科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，
      回收率达91.7%以上．已知废钒催化剂中含有V      2O5、VOSO4及不溶性残渣．查阅资料知：VOSO4可溶于水，V2O5难溶于水，NH4VO3难溶于水．该工艺的流程如图．

      则：反应①②③④中属于氧化还原反应的是                （填数字序号），反应③的离子方程式为          ．该工艺中反应③的沉淀率（又称沉矾率）是回收钒的关键之一，沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比）和温度．根据下图试建议控制氯化铵系数和温度：          、          ．

      试题解答

      接触室:低:使用常压SO2就可以达到较高的转化率:400L?mol-1:①②:NH4++VO3-═NH4VO3↓:4:80℃
      解：（1）黄铁矿燃烧生成的二氧化硫气体为防止催化剂中毒，经过除尘、洗涤、干燥后进入接触室催化氧化为三氧化硫；
      故答案为：接触室
      （2）2SO      2（g）+O2（g）
      催化剂
      △
      2SO3（g）；△H＜0，该反应是气体体积减少的放热反应，依据化学平衡移动原理可知温度越低，压强越大，平衡越向正向进行，二氧化硫的转化率越大，但通过图象分析在常压下，二氧化硫的转化率已经很大，增大压强对提高二氧化硫的转化率提高不大，但增大压强会对设备有更高的要求，???加成本，所以通常情况下工业生产中采用常压；将2.0mol SO2和1.0mol O2置于5L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10M Pa，从图象上可以知道二氧化硫的转化率为80%，利用化学平衡的三段式列式计算，；
      2SO      2（g）+O2（g）
      催化剂
      △
      2SO3（g）
      起始量（mol/L） 0.4 0.2 0
      变化量（mol/L） 0.4×80% 0.16 0.32
      平衡量（mol/L） 0.08 0.04 0.32
      平衡常数K=
      [SO3]2
      [SO2]2[O2]
      =
      0.322
      0.082×0.04
      =400 L?mol-1
      故答案为：低 使用常压SO      2就可以达到较高的转化率． 400 L?mol-1
      （3）已知VOSO      4可溶于水，V2O5难溶于水，NH4VO3难溶于水，废钒催化剂中含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣水浸过滤后，得到的 滤渣为不溶性杂质和 V2O5，滤液为VOSO4的溶液，①中加入亚硫酸钠的作用是还原V2O5为溶于水的VOSO4；②加入KClO3的目的，根据流程物质的变化可知将VOSO4氧化为（VO2）2SO4；③根据NH4VO3难溶于水，利用复分解反应沉淀VO3-，不是氧化还原反应，⑤NH4VO3变为V2O5是化合价不变的分解反应，不是氧化还原反应；沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比）和温度，依据图象可知，温度80°C时的沉钒率最高为98%，在氯化铵系数图象中对应沉钒率98%时控制氯化铵系数为4；
      故答案为：①②NH      4++VO3-═NH4VO3↓4和80℃．
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