Question

工業(yè)上以硫鐵礦為原料制硫酸所產(chǎn)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(hù)環(huán)境，同時(shí)提高硫酸工業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)盡可能將尾氣中的SO₂轉(zhuǎn)化為有用的副產(chǎn)品．請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題：
（1）工業(yè)制備硫酸時(shí)硫鐵礦燃燒的設(shè)備是______，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____．
（2）將尾氣通入氨水中，能發(fā)生多個(gè)反應(yīng)，寫出其中可能發(fā)生的任意一個(gè)氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式：______．
（3）能用于測(cè)定硫酸尾氣中SO₂含量的是______．（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(guò)程中，對(duì)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(lái)造水泥、煉鐵
c．設(shè)置“廢熱”鍋爐產(chǎn)生蒸氣來(lái)供熱或發(fā)電．

Answer 1

解：（1）工業(yè)上制硫酸的主要反應(yīng)如下：4FeS₂+11O₂═2Fe₂O₃+8SO₂（在沸騰爐中反應(yīng)）；2SO₂+O₂2SO₃（在接觸室內(nèi)反應(yīng)）；SO₃+H₂O═H₂SO₄（在吸收塔內(nèi)反應(yīng)）；
故答案為：沸騰爐；4FeS₂+11O₂2Fe₂O₃+8SO₂；
（2）將尾氣通入氨水中，尾氣中的SO₂與氨水反應(yīng)，氨水少量時(shí)：SO₂+NH₃?H₂O=NH₄HSO₃；氨水過(guò)量時(shí)：SO₂+2NH₃?H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O，生成的鹽中硫的化合價(jià)為+4價(jià)，遇氧化劑氧氣能升高到+6價(jià)．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(yīng)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(yīng)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(yīng)，高錳酸鉀溶液紫紅色褪去，故B符合；
C、碘與二氧化硫發(fā)生氧化還原的方程式為：SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，碘消耗完，淀粉因沒(méi)有碘單質(zhì)不再顯藍(lán)色，故C符合；
D、氨水、酚酞試液，氨水和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸銨，亞硫酸銨和二氧化硫和水又能反應(yīng)生成亞硫酸氫銨，有兩步反應(yīng)，所以無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)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(duì)于污水，我們的目的只是消除有害物質(zhì)，所以成本是優(yōu)先考慮，故a正確；
b、廢渣用來(lái)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(lái)煉鐵，制水泥，故b正確；
c、設(shè)置“廢熱”鍋爐產(chǎn)生蒸氣來(lái)供熱或發(fā)電，減少資源浪費(fèi)，變廢為寶，資源合理利用，故c正確；
故選abc；
分析：（1）依據(jù)工業(yè)制備硫酸的流程和設(shè)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?yàn)?4價(jià)，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(fā)生氧化還原反應(yīng)，淀粉遇碘顯藍(lán)色；
（4）石灰乳原料來(lái)源廣，經(jīng)濟(jì)實(shí)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(fèi)；
點(diǎn)評(píng)：本題考查了工業(yè)制硫酸的原理分析判斷，尾氣吸收的方法和實(shí)驗(yàn)測(cè)定，三廢的處理，掌握二氧化硫的還原性，并能運(yùn)用氧化還原的原理分析有關(guān)反應(yīng)，題目難度中等．