(1)依据题意,黄铁矿是制硫酸的第一步所需的原料,由成分可知化学式为FeS
2,故答案为:FeS
2;
(2)沸腾炉中生成的二氧化硫气体和空气中的氧气在接触室内发生的催化氧化反应生成三氧化硫;2SO
2+O
22SO
3 故答案为:2SO
2+O
22SO
3;
(3)粉碎矿石增大接触面积提高反应速率;增加空气的量会使平衡正向进行,提高了二氧化硫的转化率;催化剂只改变速率不改变平衡,不改变转化率;生产过程中的矿渣中含有三氧化二铁;所以正确的是abd;故答案为:abd;
(4)每160g SO
3气体物质的量为2mol;与液态H
2O化合放出260.6kJ的热量,1mol三氧化硫和水反应放热130.3kJ;热化学方程式为:SO
3(g)+H
2O(l)=H
2SO
4(l);△H=-130.3kJ/mol
故答案为:SO
3(g)+H
2O(l)=H
2SO
4(l);△H=-130.3kJ/mol;
(5)①SO
2吸收Br
2的反应中二氧化硫被氧化为硫酸,溴单质被还原为溴化氢,离子方程式为SO
2+Br
2+2H
2O=4H
++2Br
-+SO
42-,故答案为:SO
2+Br
2+2H
2O=4H
++2Br
-+SO
42-;
②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)
2SO
3和NH
4HSO
3的混合物;本反应历程是:OH
-首先是和NH
4HSO
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
4HSO
3的量也增大,放出的氨气的量会为0.
由题知铵盐质量为30.00g时,产生0.04molNH
3.该铵盐中NH
4HSO
4先与NaOH溶液反应,2NH
4HSO
4+2NaOH=(NH
4)
2SO
4+Na
2SO
4+H
2O,只有当NH
4HSO
4中的H
+消耗完全后,NH
4+才能与NaOH溶液反应产生NH
3,NH
4++OH
-=NH
3↑+H
2O.据此判断铵盐质量为10.00g时NaOH溶液过量,铵盐质量为20.00g和30.00g时,消耗的NaOH质量相等.设10.00g铵盐中NH
4HSO
4 与(NH
4)
2SO
4的物质的量分别为X、Y,n(NH
3)=n(OH
-)-n(H
+),则有:
铵盐质量/g | 10.00 | 20.00 | 30.00 | 40.00 |
含NH4HSO4、(NH4)2SO4/mol | X、Y | 2X、2Y | 3X、3Y | 4X、4Y |
产生NH3/mol | X+2Y | X+2Y | 0.04 | 0 |
消耗NaOH/mol | 2X+2Y | 3X+2Y | 3X+0.04 | 3X+0.04 |
因此3X+2Y=3X+0.04,解得Y=0.02mol,又115X+132Y=10.00,得X=0.064mol.则该铵盐中氮元素的质量分数=
×100%=14.56%.计算15.00 g铵盐与NaOH溶液反应产生的NH
3;由上面讨论可知此NaOH溶液中共有0.232molNaOH,当铵盐质量为15.00g时含0.096mol NH
4HSO
4和0.03mol (NH
4)
2SO
4,共有NH
4+和H
+ 0.252mol,故NaOH不足,此时产生n(NH
3)=(0.232-0.096)mol=0.136mol,NH
3的质量=0.136mol×17g/mol=2.31g.
故答案为:14.56; 2.31g.