Question

工業上以硫鐵礦為原料制硫酸所產生的尾氣除了含有N₂、O₂外，還含有SO₂，微量的SO₃和酸霧．為了保護環境，同時提高硫酸工業的綜合經濟效益，應盡可能將尾氣中的SO₂轉化為有用的副產品．請按要求回答下列問題：
（1）工業制備硫酸時硫鐵礦燃燒的設備是

沸騰爐

，反應的化學方程式為

4FeS₂+11O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+8SO₂

．
（2）將尾氣通入氨水中，能發生多個反應，寫出其中可能發生的任意一個氧化還原反應的化學方程式：

2（NH₄）₂SO₃+O₂═2（NH₄）₂SO₄或2NH₄HSO₃+O₂═2NH₄HSO₄；

．
（3）能用于測定硫酸尾氣中SO₂含量的是

BC

．（填字母）
A．NaOH溶液、酚酞試液    
B．KMn0₄溶液、稀H₂SO₄
C．碘水、淀粉溶液    
D．氨水、酚酞試液
（4）在制各硫酸的過程中，對廢液、廢熱和廢渣的處理正確的是：

．
a．污水用石灰乳處理
b．廢渣用來造水泥、煉鐵
c．設置“廢熱”鍋爐產生蒸氣來供熱或發電．

Answer 1

分析：（1）依據工業制備硫酸的流程和設備分析回答，主要有三步：鐵礦石燃燒爐中燃燒，接觸室中催化氧化，吸收塔中吸收；硫鐵礦燃燒生成二氧化硫和氧化鐵；
（2）二氧化硫中的硫為+4價，具有還原性，空氣中的氧氣具有氧化性；
（3）KMnO₄溶液、稀H₂SO₄ 能氧化二氧化硫，且紫色的KMnO₄溶液褪色，碘與二氧化硫發生氧化還原反應，淀粉遇碘顯藍色；
（4）石灰乳原料來源廣，經濟實惠，廢氣主要含二氧化硫和三氧化硫，可用于制硫酸，廢液含有硫酸，可以回收硫酸，廢渣主要是鐵的氧化物和一些硅酸鹽，可以煉鐵制水泥；利用余熱，減少資源浪費；

解答：解：（1）工業上制硫酸的主要反應如下：4FeS₂+11O₂═2Fe₂O₃+8SO₂（在沸騰爐中反應）；2SO₂+O₂

催化劑 .

△

2SO₃（在接觸室內反應）；SO₃+H₂O═H₂SO₄（在吸收塔內反應）；
故答案為：沸騰爐；4FeS₂+11O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+8SO₂；
（2）將尾氣通入氨水中，尾氣中的SO₂與氨水反應，氨水少量時：SO₂+NH₃?H₂O=NH₄HSO₃；氨水過量時：SO₂+2NH₃?H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O，生成的鹽中硫的化合價為+4價，遇氧化劑氧氣能升高到+6價．故答案為：2（NH₄）₂SO₃+O₂═2（NH₄）₂SO₄或2NH₄HSO₃+O₂═2NH₄HSO₄；
（3）A、二氧化硫和氫氧化鈉溶液反應生成的亞硫酸鈉溶液中亞硫酸根離子水解顯堿性，故A不符合；
B、KMnO₄溶液、稀H₂SO₄ 與二氧化硫反應的方程式為：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+4H⁺+5SO₄^2-，二氧化硫氣體和高錳酸鉀反應，高錳酸鉀溶液紫紅色褪去，故B符合；
C、碘與二氧化硫發生氧化還原的方程式為：SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，碘消耗完，淀粉因沒有碘單質不再顯藍色，故C符合；
D、氨水、酚酞試液，氨水和二氧化硫反應生成亞硫酸銨，亞硫酸銨和二氧化硫和水又能反應生成亞硫酸氫銨，有兩步反應，所以無法準確測定尾氣中SO₂含量，故D不符合；
故答案為：BC．
（4）a、石灰乳是隨處都很容易得到對于污水，我們的目的只是消除有害物質，所以成本是優先考慮，故a正確；
b、廢渣用來造水泥、煉鐵，廢渣的主要是鐵的氧化物和一些硅酸鹽，可以用來煉鐵，制水泥，故b正確；
c、設置“廢熱”鍋爐產生蒸氣來供熱或發電，減少資源浪費，變廢為寶，資源合理利用，故c正確；
故選abc；

點評：本題考查了工業制硫酸的原理分析判斷，尾氣吸收的方法和實驗測定，三廢的處理，掌握二氧化硫的還原性，并能運用氧化還原的原理分析有關反應，題目難度中等．