Question

13．硫酸工業(yè)的部分生產(chǎn)流程如圖：SO₂$→_{V_{2}O_{5}}^{O_{2}}$SO₃→H₂SO₄
某硫酸生產(chǎn)廠以黃鐵礦（主要成分為FeS₂）為原料生產(chǎn)硫酸，首先將礦石粉吹入沸騰爐里燃燒，制得SO₂，其反應(yīng)可表示為：□FeS₂+□O₂=□Fe₂O₃+□SO₂．
（1）配平礦石粉在沸騰爐中燃燒的反應(yīng)方程式．
（2）若以SO₂為原料生產(chǎn)硫酸，其過程中的反應(yīng)均為化合反應(yīng)，寫出其反應(yīng)的化學(xué)方程式：2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;五氧化二釩\;}}{△}$3SO₃，SO₃+H₂O═H₂SO₄．
（3）SO₂→SO₃的反應(yīng)過程中，V₂O₅的作用是：催化作用．
（4）沸騰爐的爐渣主要成分為Fe₂O₃，可變廢為寶用于煉鐵．寫出高爐煉鐵主要反應(yīng)的化學(xué)方程式：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（5）市售硫酸多為98%的濃硫酸，實(shí)驗(yàn)室常將濃硫酸稀釋成稀硫酸使用．稀釋操作時(shí)，必須將濃硫酸緩慢倒入水中，并不斷攪拌，否則會(huì)造成危險(xiǎn)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)前后原子種類和原子個(gè)數(shù)不變分析；
（2）根據(jù)化合反應(yīng)的特點(diǎn)結(jié)合元素守恒分析；
（3）根據(jù)反應(yīng)條件及反應(yīng)的方程式分析作用；
（4）根據(jù)高爐煉鐵的原理寫出反應(yīng)的方程式；
（5）根據(jù)濃硫酸的稀釋方法分析．

解答 解：（1）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子種類、原子個(gè)數(shù)不變，結(jié)合化學(xué)方程式的配平（奇數(shù)配偶法）可知：在氧化鐵化學(xué)式的前面加2，使氧原子的個(gè)數(shù)變成偶數(shù)，因此鐵原子的個(gè)數(shù)是4，再二硫化亞鐵的化學(xué)式前加4，硫原子的個(gè)數(shù)是8，因此在二氧化硫化學(xué)式的前面加8，再結(jié)合氧原子的個(gè)數(shù)，在氧氣化學(xué)式的前面加11，故化學(xué)方程式為：4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂；
（2）以SO₂為原料生產(chǎn)硫酸，其過程中的反應(yīng)均為化合反應(yīng)，因此SO₂→SO₃是二氧化硫和氧氣的反應(yīng)生成三氧化硫；SO₃→H₂SO₄是三氧化硫和水反應(yīng)生成硫酸，故反應(yīng)的方程式為：2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;五氧化二釩\;}}{△}$3SO₃；SO₃+H₂O═H₂SO₄；
（3）SO₂→SO₃的反應(yīng)過程中，V₂O₅是作為反應(yīng)條件，因此是催化劑，起到催化作用；
（4）高爐煉鐵是一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，故反應(yīng)的方程式為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（5）稀釋濃硫酸時(shí)，必須把濃硫酸緩慢倒入水中，并不斷攪拌，否則容易產(chǎn)生危險(xiǎn)．
故答案為：（1）4 11 2 8；
（2）2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;五氧化二釩\;}}{△}$3SO₃；SO₃+H₂O═H₂SO₄；
（3）催化作用；
（4）3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（5）濃硫酸緩慢倒入水中，并不斷攪拌．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了質(zhì)量守恒定律、方程式的書寫、濃硫酸的稀釋以及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，考查了學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)的熟練程度以及知識(shí)的靈活運(yùn)用能力．