(10分)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
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(10分)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) 2SO3(g);△H<0,550 ℃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2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于5 L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10 M 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。该工艺的流程如下图。
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: 、 。
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答案
(1)接触室 (2)低 使用常压SO2就可以达到较高的转化率。 (3) 400mol2/L2 . (4)①② NH4+ + VO3-==NH4VO3↓ 4和80℃。 |
解析
试题分析:(1)煅烧黄铁矿形成的炉气是在接触室中进行催化氧化实验的。在SO2氧化的过程中杂质有些可能是少量的也会引起催化剂中毒,所以必须经除尘、洗涤、干燥后进入接触室。(2)由于反应2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g);△H<0的正反应为放热反应。所以为了提高原料的利用率,反应应该在低温下进行。该反应的正反应为气体体积减小的反应。增大压强能使平衡正向移动,反应物的转化率提高,但是由于增大压强对设备需要承受压强的要求提高,需要的动力也增大,这就需要增大投入,但是制取的物质收益甚微,相对来说,不划算。而且在使用常压SO2就可以达到较高的转化率。在反应开始时c (SO2)=0.4mol/L;c(O2)=0.2mol/L。由于反应达平衡后,体系总压强为0.10 M Pa,此时SO2的平衡转化率为0.8.则平衡时c (SO2)=0.08mol/L;c(O2)=0.04mol/L;c (SO3)=0.32mol/L;因此该反应的化学平衡常数K=(3)在废钒催化剂中主要含VOSO4、V2O5,经过粉碎、水浸、过滤得到的滤渣中含有V2O5。向其中加入Na2SO3、H2SO4,经过氧化还原反应,V2O5变为可溶于水的VOSO4,留在滤液中。向滤液中加入KClO3,发生氧化反应反应,得到(VO2)2SO4。在(VO2)2SO4、VO3—、NH4VO3及V2O5中V的化合价都是+5价,化合价不变,所以是非氧化还原反应。因此反应①②③④中属于氧化还原反应的是①② 其中反应③的离子方程式为NH4+ + VO3-=NH4VO3↓ 。根据题目提供的图像可知:控制氯化铵系数是4;温度为80℃ 。这时沉钒率最高。 |
举一反三
下列表述正确的是A.碳酸氢根离子的电离方程式可表示为:HCO3-+H2OH3O++CO32- | B.酸性条件下,KIO3溶液与KI溶液反应生成I2的离子方程式为:IO3-+5I-+3H2O=I2+6OH- | C.氯气具有酸性,可与烧碱溶液或石灰乳反应制备含氯消毒剂 | D.用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,该溶液一定是钠盐溶液 |
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能正确表示下列反应的离子方程式为A.碳酸氢钠溶液中滴入氢氧化钙溶液:HCO3-+OH–= CO32-+ H2O | B.二氧化硫通入次氯酸钠溶液:SO2+ ClO- + 2OH–= SO42-+Cl-+ H2O | C.硫化钡加入稀硫酸:BaS+ 2H+ = H2S↑+ Ba2+ | D.新制的氧化铝可溶于氢氧化钠溶液:Al2O3+2OH–=2AlO2–+H2O |
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下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是A.用KIO3氧化酸性溶液中的KI: 5I-+IO3-+3H2O =3I2+6OH- | B.向NH4HCO3溶液中加过量的NaOH溶液并加热: NH4+ +OH-NH3↑+H2O | C.将过量SO2通入冷氨水中: SO2+NH3·H2O =HSO3-+NH4+ | D.用稀硝酸洗涤试管内壁的银镜: Ag+2H++NO3-=Ag++NO↑+H2O |
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有一个未完成的离子方程式 +XO3-+6H+=3X2+3H2O。据此判断下列说法中正确的是A.X可能是周期表中第二周期元素 | B.X元素的原子最外层上有7个电子 | C.X2是还原产物,H2O是氧化产物 | D.若生成3 mol X2,转移6 mol电子 |
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下列离子方程式正确的是A.氨气通入醋酸溶液:CH3COOH+NH3=CH3COONH4 | B.亚硫酸氢钠溶液呈酸性:HSO+H2OH3O++SO | C.氢氧化铁溶于氢碘酸中:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O | D.稀硝酸洗涤试管内壁的银镜:Ag+2H++NO=Ag++NO↑+H2O |
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