题目

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www.ks5.u.com 4 +11 （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. 过量空气能提高的转化率 c. 使用催化剂能提高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气体与化合放出260.6kJ的热量，该反应的热化学方程是。（5）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的和铵盐。 ①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。吸收的离子方程式是。 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15.00g。浓硫酸增加的质量为。（计算结果保留两位小数）答案：1）FeS2 （2）（3）a b d （4）SO3(g) + H2O(l) = H2SO4(l)；ΔH=-130.3kJ/mol （5）①SO2 + Br2 + 2H2O = 4H+ + 2Br- + SO42- ②14.56 2.31g 解析:本题主要考查硫酸工业、热化学方程式的书写、计算等。（1）根据原子守恒即可判断该物质为FeS2。（2）SO2和O2在接触室发生反应生成SO3：2SO2 + O2 2SO3。（3）选项a，将黄铁矿粉碎更增加反应接触面积而加快反应速率。选项b，增加空气（O2）浓度能提高SO2的转化率。选项c，催化剂对转化率无影响。选项d，矿渣中含有Fe2O3，可用于冶炼铁。（4）160g SO3(g)与H2O(l)反应生成H2SO4(l)放出260.6kJ热量，则1mol SO3(g)与H2O(l)反应生成H2SO4(l)放出130.3kJ热量，则相关热化学方程式为： SO3(g) + H2O(l)＝H2SO4(l)；△H＝－130.3kJ/mol。（5）10g时说明铵盐不足,20g时说明氢氧化钠不足,由10.00g和20.00g 时浓硫酸增加的质量相同说明铵盐有酸式根产生的氨气, 氢氧化钠的物质的量浓度为Cmol/L 设10克中有Xmol的 (NH4)2SO4 和ymol的NH4HSO4则 132X + 115y=10…………………………………………………….(1) 10g时说明铵盐不足由N守恒知 n(NH3)=2X + y 20g时铵盐已经过量，氢氧化钠先和酸式根反应，则(NH4)2SO4为2Xmol，2ymol的NH4HSO4 HSO4— + OH— = SO42— + H2O 1 1 2y 2y NH4+ + OH— = NH3 + H2O 1 1 50C×10—3—2y 50C×10—3—2y 由于产生的氨气一样多 n(NH3)=2X + y=50C×10—3—2y………………………………….(2) 30g时铵盐过量，则(NH4)2SO4为3Xmol，3ymol的NH4HSO4 n(NH3)=0.68/17=0.04mol HSO4— + OH— = SO42— + H2O 1 1 3y 3y NH4+ + OH— = NH3 + H2O 1 1 50C×10—3—3y 0.04 所以 50C×10—3—3y=0.04…………………………………………………….(3) 联立(1) (2) (3)解得 X=0.02mol y=0.064mol C=4.64mol/L 氮的质量百分含量= ×100％=(0.04+0.064) ×14/10×100％=14.56％ 15g时铵盐已经过量，则(NH4)2SO4为1.5Xmol，1.5 ymol的NH4HSO4 HSO4— + OH— = SO42— + H2O 1 1 1.5y 1.5y NH4+ + OH— = NH3 + H2O 1 1 50C×10—3—1.5y 50C×10—3—1.5y n(NH3)= 50C×10—3—1.5y=50×4.64×10—3—1.5×0.064=0.136mol m(NH3)=0.136×17=2.31g

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