Question

5．目前，我國采用“接觸法”制硫酸．有關(guān)接觸法制硫酸的下列說法中，正確的是（　　）

• A． 二氧化硫的接觸氧化在合成塔中發(fā)生
• B． 吸收塔得到的硫酸濃度為98%
• C． 煅燒含硫48%的黃鐵礦時，若FeS₂損失了2%，則S損失4%
• D． 接觸室中適宜條件是V₂O₅作催化劑、高溫、常壓
• E． 接觸室中采取高溫是為了提高催化劑的活性和提高SO₂的轉(zhuǎn)化率

Answer 1

分析 A．依據(jù)接觸法制硫酸的工業(yè)流程和三個設(shè)備反應(yīng)分析判斷；
B．依據(jù)三氧化硫吸收的方法是利用濃硫酸吸收得到發(fā)煙硫酸來分析判斷；
C．FeS₂的損失率與S的損失率是一樣的，根據(jù)S元素守恒，利用關(guān)系式計算；
D．二氧化硫生成三氧化硫的反應(yīng)是放熱的可逆反應(yīng)，運(yùn)用平衡移動的原理判斷；
E．二氧化硫生成三氧化硫的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫向吸熱方向移動，即逆方向移動，SO₂的轉(zhuǎn)化率會降低．

解答 解：A．依據(jù)接觸法制硫酸的工業(yè)流程和三個設(shè)備分析判斷，硫鐵礦與氧氣在沸騰爐中反應(yīng)生成二氧化硫，二氧化硫的接觸氧化是在接觸室中發(fā)生的，三氧化硫的吸收是在吸收塔中完成的，故A錯誤；
B．吸收塔是用98.3%的H₂SO₄來吸收SO₃，最終得到“發(fā)煙”硫酸，折算成硫酸的濃度只會大于98.3%，故B錯誤；
C．設(shè)黃鐵礦m克，含硫為 m×48% 克，設(shè)FeS₂為 x 克，硫鐵礦中硫的含量為$\frac{32×2}{56+32×2}$，根據(jù)S元素守恒，利用關(guān)系式可看出：
    FeS₂------------------2S
    120                   64
     x                  m×48%
比例關(guān)系：$\frac{120}{x}$=$\frac{64}{m×48%}$    解得：x=$\frac{m×48%×120}{64}$，若硫鐵礦損失2%，用m表示為：$\frac{m×48%×120}{64}$×2%，這就是損失的硫鐵礦，則S損失為：$\frac{m×48%×120}{64}$×2%×$\frac{32×2}{56+32×2}$，
化簡得：m×48%×2%，則硫的損失率=$\frac{損失的硫的質(zhì)量}{硫的總質(zhì)量}$×100%，代入數(shù)據(jù)，硫的損失率=$\frac{m×48%×2%}{m×48%}$×100%=2%，F(xiàn)eS₂的損失率與S的損失率是一樣的，故C錯誤；
D．接觸室中二氧化硫與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫是一個可逆反應(yīng)，正方向放熱，選擇400℃～500℃的高溫，V₂O₅作催化劑，原因在于此溫度催化劑的活性最大，反應(yīng)速率和平衡轉(zhuǎn)化率都較高，如溫度過高，平衡逆向移動，轉(zhuǎn)化率反而降低，常壓下，平衡轉(zhuǎn)化率較高，如增大壓強(qiáng)，平衡向正方向移動，理論上提高了轉(zhuǎn)化率，但是會造成設(shè)備造價和耗能增加，故接觸室中適宜條件是V₂O₅作催化劑、高溫、常壓，
故D正確； 
E．二氧化硫生成三氧化硫的反應(yīng)是放熱的可逆反應(yīng)，升高溫度平衡向吸熱方向移動，即逆方向移動，SO₂的轉(zhuǎn)化率會降低，故E錯誤；
故選D．

點(diǎn)評 本題考查了接觸法制硫酸的工業(yè)流程，損失率的計算以及化學(xué)平衡解決化工生產(chǎn)的實際問題，題目難度適中．