以黄铁矿为原料生产硫酸的主要设备是沸腾炉、（炉气精制）、接触室和吸收塔等．（1）请写出炉气制造即沸腾炉中黄铁矿燃烧的化学方程式．（2）炉气精制的作用是将含SO2进

Question

以黄铁矿为原料生产硫酸的主要设备是沸腾炉、（炉气精制）、接触室和吸收塔等．
（1）请写出炉气制造即沸腾炉中黄铁矿燃烧的化学方程式______．


（2）炉气精制的作用是将含SO ₂ 进行除法和水洗．而精制炉气即SO ₂ 的催化氧化，在接触室中进行．
A、精制炉气（含SO ₂ 体积分数为7%、O ₂ 为11%、N ₂ 为82%）中SO ₂ 平衡转化率与温度及压强关系如图1所示．在实际生产中，SO ₂ 催化氧化反应的条件选择常压、450℃左右（对应图中A点），而没有选择SO ₂ 转化率更高的B或C点对应的反应条件，其原因分别是______、______．
B、接触室中2SO ₂ （g）+O ₂ （g）  (催化剂.)/(△) 2SO ₃ （g），反应过程的能量变化如图2所示．
已知1mol SO ₂ （g）氧化为1mol SO ₃ （g）的△H=-99kJ•mol ^-1 ．请回答下列问题：


①图中C点表示______，E的大小对该反应的反应热______（填“有”或“无”） 影响．该反应通常用V ₂ O ₅ 作催化剂，加V ₂ O ₅ 会使图中B点______（填“升高”或“降低”）．
②反应达到平衡时，平衡常数表达式K=______，升高温度，K值______（填“增大”、“减小”或“不变”）；图中△H=______kJ•mol ^-1 ．
（3）从吸收塔出来的气体用一定量氨水吸收，得到的铵盐产品是（NH ₄ ） ₂ SO ₃ 和NH ₄ HSO ₃ 的混合物．取不同质量的铵盐，分别加入x mol/L的50.00mL NaOH溶液中，经沸水浴（此温度下铵盐自身不分解）加热使氨气全部逸出，干燥后用浓硫酸完全吸收．实验数据如下：

实验次数	铵盐质量（g）	浓硫酸增加的质量（g）
第一次	1.570	0.340
第二次	3.140	0.680
第三次	4.710	0.510
第四次	6.280	0

①该铵盐中（NH ₄ ） ₂ SO ₃ 和NH ₄ HSO ₃ 的物质的量之比为______．
②x的值为______．

Answer 1

（1）根据反应原料写出化学方程式4FeS ₂ +11O ₂ (高温.)/() 2Fe ₂ O ₃ +4SO ₂ ，故答案为4FeS ₂ +11O ₂ (高温.)/() 2Fe ₂ O ₃ +4SO ₂
（2）①E为活化能，不影响化学反应能量，加入催化剂可改变反应历程并降低活化能．
②K只与温度相关的函数，升高温度，由于本反应为放热反应，平衡向逆移动，故K减小；图中表示的是反应2SO ₂ （g）+O ₂ （g） (催化剂.)/(△) 2SO ₃ （g），表示2mol二氧化硫反应放出的热量，已知1mol SO ₂ （g）氧化为1mol SO ₃ （g）的△H=-99kJ•mol ^-1 ，所以图中的焓变为99kJ•mol ^-1 ×2=198KJ•mol ^-1 ，
故答案为：①生成物能量，无，降低．②，减小，-198．
（3）本反应历程是：OH ^- 首先是和NH ₄ HSO ₃ 中的H ⁺ 反应，随后有多的OH ^- 再和NH ₄ ⁺ 反应放出氨气，所以随着铵盐的量的增大，NH ₄ HSO ₃ 的量也增大，放出的氨气的量会为0．浓硫酸增加的质量就是氨气的质量．第一次和第二次放出的氨气的量是一样的，所以说第一次肯定是OH ^- 的量过量．利用第二次的量计算（因为是OH ^- 不足）．
设：（NH ₄ ） ₂ SO ₃ 的物质的量为a，NH ₄ HSO ₃ 的物质的量为b
116a+99b=3.140（质量守恒）…①
17（2a+b）=0.680（元素守恒）…②
解得a=0.010mol，b=0.020mol，即（NH ₄ ） ₂ SO ₃ 和NH ₄ HSO ₃ 的物质的量之比为1：2．
再根据（NH ₄ ） ₂ SO ₃ ～2NaOH，NH ₄ HSO ₃ ～NaOH，可算出x=1.2mol/L．
故答案为：①1：2．②1.2．