Question

（2011?四川模擬）石油脫硫廢氣中含有硫化氫，為了有效防止污染，實現廢物的綜合利用，工業上采用下列工藝過程將硫化氫轉化為硫酸和氫氣等產品．

請回答下列問題：
（1）反應器中裝有硫酸鐵的酸性溶液，該溶液與硫化氫反應的離子方程式是

2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+2H⁺+S↓

．
（2）濾液電解后，得到硫酸鐵的酸性溶液，再將其返回到反應器中的目的是

使硫酸鐵的酸性溶液循環使用

．
（3）在實際生產中，二氧化硫轉化為三氧化硫的適宜條件是：V₂O₅作催化劑、常壓、400℃～500℃．如圖是不同壓強下該反應體系中溫度與二氧化硫的平衡轉化率變化曲線．

考慮工業生產效益并結合圖示分析，選擇400℃～500℃的原因是

在此溫度下，反應速率和平衡轉化率都較高

；
選擇常壓的原因是

常壓下，平衡轉化率較高，且不會因加壓造成設備造價和耗能增加

．
（4）工業上常用過量氨水吸收尾氣中的二氧化硫，該反應的化學方程式是

SO₂+2NH₃?H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O

．
（5）生產過程中，接觸室生成的三氧化硫用98%的硫酸吸收，制得一種發煙硫酸（9H₂SO₄?SO₃）．某硫酸車間10小時消耗的硫為at，則平均每小時從吸收塔流出的該發煙硫酸為

481a

304

t（在生產過程中硫的損失忽略不計）．

Answer 1

分析：（1）根據Fe³⁺的氧化性與與H₂S的還原性判斷二者之間的反應，以此書寫反應的離子方程式；
（2）硫酸鐵的酸性溶液具有氧化性，可循環使用；
（3）根據圖象判斷在400℃～500℃、常壓下反應物的轉化率；
（4）氨水呈減小，可與酸性氧化物反應；
（5）98%的硫酸中n（H₂SO₄）：n（H₂O）=

98g

98g/mol

：

2g

18g/mol

=9：1，可設濃硫酸的化學式為9SO₃?10H₂O，
發煙硫酸（9H₂SO₄?SO₃）的化學式變形為10SO₃?9H₂O，根據關系式：9（9SO₃?10H₂O）+19SO₃=10（10SO₃?9H₂O）計算．

解答：解：（1）在酸性溶液中，具有氧化性的Fe³⁺與具有還原性的H₂S發生氧化還原反應，反應的離子方程式為2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+2H⁺+S↓，
故答案為：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+2H⁺+S↓；
（2）硫酸鐵的酸性溶液具有脫硫作用，濾液電解后，得到硫酸鐵的酸性溶液可循環使用，
故答案為：使硫酸鐵的酸性溶液循環使用；
（3）選擇400℃～500℃，反應速率和平衡轉化率都較高，如溫度過高，轉化率反而降低，常壓下，平衡轉化率較高，如增大壓強，會造成設備造價和耗能增加，
故答案為：在此溫度下，反應速率和平衡轉化率都較高；常壓下，平衡轉化率較高，且不會因加壓造成設備造價和耗能增加；
（4）氨水呈堿性，可與具有酸性的SO₂發生化合反應，反應的化學方程式為SO₂+2NH₃?H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O，
故答案為：SO₂+2NH₃?H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O；
（5）98%的硫酸中n（H₂SO₄）：n（H₂O）=

98g

98g/mol

：

2g

18g/mol

=9：1，可設濃硫酸的化學式為9SO₃?10H₂O，
發煙硫酸（9H₂SO₄?SO₃）的化學式變形為10SO₃?9H₂O，可得反應的關系式：9（9SO₃?10H₂O）+19SO₃=10（10SO₃?9H₂O），
設10小時生成發煙硫酸的質量為x，
則：9（9SO₃?10H₂O）+19SO₃=10（10SO₃?9H₂O）
                   19×80   10×962    
                   

at

32

×80  x
x=

10×962× at 32 ×80

19×80

=

4810a

304

t，
所以平均每小時生成發煙硫酸

481a

304

t，
故答案為：

481a

304

．

點評：本題考查含硫化合物的性質綜合應用以及硫酸生產的計算，題目難度較大，易錯點為（5），注意關系式的利用．