【化学―选修2：化学与技术】以硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制取硫酸，其矿渣可用来炼铁...

【化学―选修2：化学与技术】以硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制取硫酸，其矿渣可用来炼铁。生产工艺示意图如下：

（1）配平煅烧硫铁矿的反应方程式：______FeS2+________O2→_____Fe2O3+_____＿SO2。实际生产中向沸腾炉通入的空气量要大于锻烧硫铁矿所需空气量．其目的是____________________。接触室和热风炉中都装有热交换器，可用反应的余热将通入的气体加热，这样做的好处是_____________________。

（2）生产硫酸时，吸收塔中用98.3%的硫酸吸收而不用水吸收SO3的原因是______________。用含FeS280%的硫铁矿生产硫酸，如果煅烧时有5%的硫损失，SO2转变成SO3的转化率为80%，那么生产98%的浓硫酸3吨，则需要这种硫铁矿___________吨。

（3）CO还原Fe2O3的冶铁过程中，反应物、生成物和温度之间的关系如图所示．

(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四条曲线是四个化学反应平衡时的气相组成对温度作图得到的；A、B、C、D四个区域分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域)

①冶炼高炉产生的高炉煤气的主要成分有__________和剩余的CO。

②据图分析，下列说法正确的是________(填字母)。

a．温度低于570 ℃时，Fe2O3还原焙烧的产物中不含FeO

b．温度越高，Fe2O3还原焙烧得到的固体物质组成中Fe元素的质量分数越高

c．Fe2O3还原焙烧过程中及时除去CO2有利于提高Fe的产率

③800℃时，混合气体中CO2体积分数为40%时，Fe2O3用CO还原焙烧反应的化学方程式为____________。

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【化学―选修2：化学与技术】以硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制取硫酸，其矿渣可用来炼铁。生产工艺示意图如下：

（1）配平煅烧硫铁矿的反应方程式：______FeS2+________O2→_____Fe2O3+_____＿SO2。实际生产中向沸腾炉通入的空气量要大于锻烧硫铁矿所需空气量．其目的是____________________。

接触室和热风炉中都装有热交换器，可用反应的余热将通入的气体加热，这样做的好处是_____________________。

（2）生产硫酸时，吸收塔中用98.3%的硫酸吸收而不用水吸收SO3的原因是________。

用含FeS280%的硫铁矿生产硫酸，如果煅烧时有5%的硫损失，SO2转变成SO3的转化率为80%，那么生产98%的浓硫酸3吨，则需要这种硫铁矿___________吨。

（3）CO还原Fe2O3的冶铁过程中，反应物、生成物和温度之间的关系如图所示．

(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四条曲线是四个化学反应平衡时的气相组成对温度作图得到的；A、B、C、D四个区域分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域)

①冶炼高炉产生的高炉煤气的主要成分有__________和剩余的CO。

②据图分析，下列说法正确的是________(填字母)。

a．温度低于570 ℃时，Fe2O3还原焙烧的产物中不含FeO

b．温度越高，Fe2O3还原焙烧得到的固体物质组成中Fe元素的质量分数越高

c．Fe2O3还原焙烧过程中及时除去CO2有利于提高Fe的产率

③800℃时，混合气体中CO2体积分数为40%时，Fe2O3用CO还原焙烧反应的化学方程式为____________。

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【化学──选修2：化学与技术】

以黄铁矿（主要成分是FeS2）为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

（1）依据工艺流程图判断下列说法不正确的是（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SO2的转化率

C．排出的矿渣可供炼铁

D．使用催化剂能提高SO2的化学反应速率和转化率

E．设备I生成的气体经净化的主要目的是防止催化剂中毒

F．热交换器的目的是使SO2的热量传递给SO3，有利于SO2的氧化和SO3的吸收

（2）设备Ⅰ的名称为　　　　　　 ，燃烧黄铁矿的化学方程式为　　　　　　　　　　　　 。

（3）设备Ⅱ为接触室，采用常压而不采用高压的原因是　　　　　　　　　　　　 。在生产中，为提高催化剂效率采取的措施有　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）设备Ⅲ为吸收塔，从顶部喷淋　　　　　　　　　 吸收SO3，得到　　　　　　　　　 ，不用水吸收SO3是为了　　　　　　　　　　　　　　　　 。吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是　　　　 　　 　　　 。

（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SO2和铵盐。SO2既可作为原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。SO2吸收Br2的离子方程式是　　　 　　　　 　　 。

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【化学——选修2：化学与技术】（15分）

以黄铁矿（主要成分是FeS₂）为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

（1）沸腾炉中发生反应的化学方程式为________；接触室中发生反应的化学方程式是________。

（2）沸腾炉出来的炉气需要精制，如果不经过精制，对SO₂催化氧化的影响是________

（3）硫酸工业是一种易造成多种形式污染的工业，工业上常采用氨—酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染、废物利用的目的。用化学方程式表示其反应原理：________；对矿渣的合理利用方法是________。

（4）某工厂用500t 含硫量为48%的黄铁矿制备硫酸，若在沸腾炉中有2%的FeS₂损失，在接触室中SO₃的产率为96%，则可得到98%的浓硫酸的质量是________t。

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(14分)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制取硫酸，其烧渣可用来炼铁。

（1）煅烧硫铁矿时发生反应：FeS2＋O2―→Fe2O3＋SO2(未配平)。当产生448 L(标准状况)SO2时，消耗O2的物质的量为________。

（2）Fe2O3用CO还原焙烧的过程中，反应物、生成物和温度之间的关系如图所示。

(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四条曲线是四个化学反应平衡时的气相组成对温度作图得到的；A、B、C、D四个区域分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域)

已知：ⅰ.3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)；ΔH1＝a kJ·mol－1

ⅱ.Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)；ΔH2＝b kJ·mol－1

ⅲ.FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)；ΔH3＝c kJ·mol－1

①反应Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1(用含a、b、c的代数式表示)。

②800 ℃时，混合气体中CO2体积分数为40%时，Fe2O3用CO还原焙烧反应的化学方程式为____________。

③据图分析，下列说法正确的是________(填字母)。

a．温度低于570　 ℃时，Fe2O3还原焙烧的产物中不含FeO

b．温度越高，Fe2O3还原焙烧得到的固体物质组成中Fe元素的质量分数越高

c．Fe2O3还原焙烧过程中及时除去CO2有利于提高Fe的产率

（3）FeS2是Li/FeS2电池(示意图如图)的正极活性物质。

①FeSO4、Na2S2O3、S及H2O在200 ℃时以等物质的量连续反应24 h后得到FeS2。写出该反应的离子方程式：______________。

②Li/FeS2电池的负极是金属Li，电解液是含锂盐的有机溶液。电池放电反应为FeS2＋4Li===Fe＋4Li＋＋2S2－。该反应可认为分两步进行：第1步，FeS2＋2Li===2Li＋＋FeS22－，则第2步正极的电极反应式为____________________。

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(14分)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制取硫酸，其烧渣可用来炼铁。

（1）煅烧硫铁矿时发生反应：FeS2＋O2―→Fe2O3＋SO2(未配平)。当产生448 L(标准状况)SO2时，消耗O2的物质的量为____________。

（2）Fe2O3用CO还原焙烧的过程中，反应物、生成物和温度之间的关系如图所示。

(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四条曲线是四个化学反应平衡时的气相组成对温度作图得到的；A、B、C、D四个区域分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域)

已知：3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)；ΔH1＝a kJ·mol－1

Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)；ΔH2＝b kJ·mol－1

FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)；ΔH3＝c kJ·mol－1

① 反应Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)的ΔH＝____________kJ·mol－1(用含a、b、c的代数式表示)。

② 800 ℃时，混合气体中CO2体积分数为40%时，Fe2O3用CO还原焙烧反应的化学方程式为__________________。

③ 据图分析，下列说法正确的是___________ (填字母)。

a. 温度低于570℃时，Fe2O3还原焙烧的产物中不含FeO

b. 温度越高，Fe2O3还原焙烧得到的固体物质组成中Fe元素的质量分数越高

c. Fe2O3还原焙烧过程中及时除去CO2有利于提高Fe的产率

（3） FeS2是Li/FeS2电池(示意图如图)的正极活性物质。

① FeSO4、Na2S2O3、S及H2O在200 ℃时以等物质的量连续反应24 h后得到FeS2。写出该反应的离子方程式：　　 　　 　　　　　 。

② Li/FeS2电池的负极是金属Li，电解液是含锂盐的有机溶液。电池放电反应为FeS2＋4Li===Fe＋4Li＋＋2S2－。该反应可认为分两步进行：第1步，FeS2＋2Li===2Li＋＋FeS22-，则第2步正极的电极反应式为____________________。

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黄铁矿是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料。某化学兴趣小组对某黄铁矿石（主要 成分为FeS₂)进行硫元素含量测定的实验探究及工业生产硫酸的探究。

I ．将m1,g该黄铁矿样品（杂质中不含硫和铁）放入如下图所示装置（夹持和加热装置 省略）的石英管中,从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全。石英管中发生反应的化学方程式为：4FeS₂ + 11O₂  2Fe₂O₃ + 8SO₂

II反应结束后,将乙瓶中的溶液进行如下处理

（1）I中，乙瓶内发生反应的离子方程式有____________、__________。

（2）II中，所加H₂O₂溶液需足量的理由是____________________________

（3）该黄铁矿石中硫元素的质量分数为____________________________

（4）简述在催化反应室中设置热交换器的目的：______________。

（5）工业生产中常用氨——硫酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染、废物利用的目的,用 两个化学方程式表示其反应原理_______________、______________

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以硫铁矿（主要成分为FeS2，还有少量CuS、SiO2等杂质）为原料制备绿矾晶体（FeSO4·7H2O）的工艺流程如下：

(1)“酸浸”过程，矿渣中的Fe2O3与稀H2SO4反应的离子方程式________。

(2)烟气中的SO2会污染环境，可用足量氨水吸收，写出该反应的离子方程式________。

(3)滤液中金属阳离子的检验方法__________。

(4)FeSO4溶液制备绿矾晶体过程中要保持H2SO4过量，理由____。（结合化学用语说明原因）

(5)燃料细菌脱硫法是用氧化亚铁硫杆菌（T．f）对硫铁矿进行催化脱硫，同时得到FeSO4溶液。其过程如图所示：

已知总反应为：FeS2+14Fe3++8H2O=2SO42-+15Fe2++16H＋

①将过程I离子方程式补充完整

_____

②过程II反应的离子方程式__________。

③研究发现，用氧化亚铁硫杆菌（T．f）脱硫，温度过高脱硫效率降低（如图），可能的原因是____。

(6)绿矾晶体在空气中易被氧化。取X g样品，加水完全溶解，用酸化的amol·L-1K2Cr2O7溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7溶液b mL。反应原理：6Fe2++Cr2O72-+14H+ =6Fe3++2Cr3++7H2O。则绿矾晶体纯度的计算式为_____。(FeSO4·7H2O摩尔质量为278 g/mol)

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以硫铁矿（主要成分为FeS2，还有少量CuS、SiO2等杂质）为原料制备绿矾晶体（FeSO4·7H2O）的工艺流程如下：

(1)“酸浸”过程，矿渣中的Fe2O3与稀H2SO4反应的离子方程式________。

(2)烟气中的SO2会污染环境，可用足量氨水吸收，写出该反应的离子方程式________。

(3)滤液中金属阳离子的检验方法__________。

(4)FeSO4溶液制备绿矾晶体过程中要保持H2SO4过量，理由________。（结合化学用语说明原因）

(5)燃料细菌脱硫法是用氧化亚铁硫杆菌（T．f）对硫铁矿进行催化脱硫，同时得到FeSO4溶液。其过程如图所示：

已知总反应为：FeS2+14Fe3++8H2O=2SO42-+15Fe2++16H＋

①将过程I离子方程式补充完整______FeS2+______Fe3++_______　 ______=7Fe2++______S2O32-+____ ______

②过程II反应的离子方程式________________________________________。

(6)绿矾晶体在空气中易被氧化。取X g样品，加水完全溶解，用酸化的amol·L-1K2Cr2O7溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7溶液b mL。反应原理：6Fe2++Cr2O72-+14H+ =6Fe3++2Cr3++7H2O。则绿矾晶体纯度的计算式为______________。(FeSO4·7H2O摩尔质量为278 g/mol)

高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析

[化学──选修2 ：化学与技术]（15分）工业上以黄铁矿(FeS2)为原料，采用接触法生产硫酸的流程图如下。

（1）黄铁矿在沸腾炉中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装　　　　 （填“设备Ⅰ ”的名称）。

（3）原料气在一定条件下通入接触室中，测量各截面过程气体流中各种气体的物质的量的百分含量如下，则该过程中SO2的平衡转化率为　　　　　　 （精确到 0. l ）。

（4）在吸收塔中将SO3转化成硫酸，使用98.3 ％的硫酸从上方喷淋，而不使用水的理由是　　　 。吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（5）尾气中常含有N2、O2 、SO2、微量的SO3等。为了综合利用尾气，可将其通人氨水中，再按一定比例加人碳酸氢铵，降低温度析出含结晶水的晶体。已知该结晶水合物的相对分子质量为134 ， 则其化学式为　　　　　　　　　　 。

（6）能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是　　　　　　 (填标号)。

A．NaOH溶液、酚酞试液　　 　 　　 B．KMnO4溶液、稀H2SO4

C．碘水、淀粉溶液　　　　　　　　　 D．氨水、酚酞试液

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