Question

20．以黃鐵礦（FeS₂）為原料生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖如圖所示：

回答下列問題：
（1）請(qǐng)將沸騰爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整：
4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂．
（2）接觸室中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2SO₂+O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO₃．
（3）依據(jù)工藝流程判斷下列說法正確的是acd（填字母序號(hào)）．
a．粉碎黃鐵礦石的目的是增大其與氧氣的接觸面積
b．上述流程所涉及的物質(zhì)中，硫元素的化合價(jià)有-2，+4，+6
c．使用催化劑能提高SO₃的產(chǎn)率（單位時(shí)間的產(chǎn)出量）
d．硫酸工業(yè)尾氣處理不當(dāng)會(huì)造成酸雨發(fā)生．

Answer 1

分析 （1）利用質(zhì)量守恒定律進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)接觸室內(nèi)的反應(yīng)是二氧化硫的催化氧化進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)接觸室內(nèi)的反應(yīng)是二氧化硫的催化氧化進(jìn)行分析．

解答 解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變，反應(yīng)前：Fe原子有4個(gè)，S原子有8個(gè)，O原子有22個(gè)，反應(yīng)后Fe原子有4個(gè)，O原子有6個(gè)，所以空格部分為8SO₂；
（2）沸騰爐中生成的二氧化硫氣體和空氣中的氧氣在接觸室內(nèi)發(fā)生的催化氧化反應(yīng)生成三氧化硫；2SO₂+O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO₃；
（3）a、粉碎礦石增大接觸面積提高反應(yīng)速率；
b、FeS₂名稱為二硫化亞鐵中鐵元素是+2價(jià)，設(shè)硫元素的化合價(jià)為x，+2+2x=0，x=-1，硫元素為-1價(jià)，二氧化硫中，硫顯示+4價(jià)，三氧化硫中硫元素顯示+6價(jià)，故錯(cuò)誤；
c、催化劑改變速率，提高SO₃ 的產(chǎn)率，故正確；
d、二氧化硫和水會(huì)生成亞硫酸，三氧化硫和水會(huì)生成硫酸，可能會(huì)引發(fā)酸雨，故正確；
故為：acd．
故答案為：（1）8SO₂；
（2）2SO₂+O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO₃；
（3）acd．

點(diǎn)評(píng) 解答本題的關(guān)鍵是要知道化學(xué)變化中的元素質(zhì)量守恒特點(diǎn)，知道反應(yīng)物接觸面積越大，反應(yīng)越劇烈，熟悉方程式的書寫注意事項(xiàng)，知道濃硫酸的稀釋方法．