Question

硫酸工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位。請(qǐng)回答硫酸工業(yè)中的如下問(wèn)題：

（1）若從下列四個(gè)城市中選擇一處新建一座硫酸廠，你認(rèn)為廠址宜選在     郊

區(qū)（填標(biāo)號(hào)）；

A．有豐富黃鐵礦資源的城市    B．風(fēng)光秀麗的旅游城市

C．消耗硫酸甚多的工業(yè)城市    D．人口稠密的文化、商業(yè)中心城市

（2）CuFeS2 是黃鐵礦的另一成分，煅燒時(shí)CuFeS2 轉(zhuǎn)化為CuO、Fe2O3和SO2，

該反應(yīng)的化學(xué)方程式為                。

（3）為提高SO3吸收率，實(shí)際生產(chǎn)中通常用          吸收SO3。

（4）已知反應(yīng)2SO2+O2SO3  △H <0，現(xiàn)將0．050mol SO2和0．030mol O2

充入容積為1L的密閉容器中，反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡，測(cè)得反應(yīng)后容器壓

強(qiáng)縮小到原來(lái)壓強(qiáng)的75%，則該條件下SO2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______；該條件下的

平衡常數(shù)為_(kāi)_________。

（5）由硫酸廠沸騰爐排出的礦渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4（由CuO與SO3 在

沸騰爐中化合而成），其中硫酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨沸騰爐溫度不同而變化（見(jiàn)下表）

沸騰爐溫度/℃	600	620	640	660
爐渣中CuSO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%	9．3	9．2	9．0	8．4

已知CuSO4 在低于660℃時(shí)不會(huì)分解，請(qǐng)簡(jiǎn)要分析上表中CuSO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨

溫度升高而降低的原因                           。

（6）在硫酸工業(yè)尾氣中，SO2是主要大氣污染物，必須進(jìn)行凈化處理，處理方

法可用       （填名稱(chēng)）吸收，然后再用硫酸處理，重新生成SO2和一種生產(chǎn)

水泥的輔料，寫(xiě)出這兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式          。

 

Answer 1

（1）C 

（2）4CuFeS2+13O2 4CuO+2Fe2O3+8SO2

（3）98%的濃硫酸

（4）80％                                 

1．6×103

（5）SO2轉(zhuǎn)化為SO3是正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng)，隨溫度升高，平衡左移，SO3物質(zhì)的量減少，所以CuSO4的量減少（或溫度升高，SO3物質(zhì)的量減少，故CuSO4的量減少）

（6）石灰水；SO2+Ca（OH）2==CaSO3↓+H2O 

    CaSO3+H2SO4==CaSO4+SO2↑+H2O 

【解析】（1）從資源的利用、交通等考慮，選合適；

（2）CuFeS2 是黃鐵礦的另一成分，煅燒時(shí)CuFeS2 轉(zhuǎn)化為CuO、Fe2O3和SO2，

該反應(yīng)的化學(xué)方程式為，4CuFeS2+13O2 4CuO+2Fe2O3+8SO2

（3）為提高SO3吸收率，實(shí)際生產(chǎn)中通常用98.3%濃硫酸吸收,因?yàn)橛盟�吸�?容易形成酸霧,阻礙了三氧化硫的吸收。

（4）已知反應(yīng)2SO2+O2?2SO3△H＜0，現(xiàn)將0.050mol SO2和0.030mol O2充入容積為1L的密閉容器中，反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡，設(shè)反應(yīng)的二氧化硫物質(zhì)的量為X：依據(jù)三段式列式：

                    2SO2 +     O2 ?      2SO3

起始量（mol）        0.050      0.030      0

變化量（mol）          X           0.5X    X

平衡量（mol）        0.05-X   0.03-0.5X    X

測(cè)得反應(yīng)后容器壓強(qiáng)縮小到原來(lái)壓強(qiáng)的75%，所以壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比；則，0.05-X+0.03-0.5X+X=（0.050+0.030）×75%
解得：X=0.04mol；

則二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=0.04mol/0.05mol×100%=80%；

平衡狀態(tài)物質(zhì)的平衡濃度為：c（SO2）=0.01mol/L；c（O2）=0.01mol/L；c（SO3）=0.04mol/L；平衡常數(shù)K= C2(SO3)/[ C2(SO2)×C(O2)]= 0.042/[0.012×0.01]

=1.6×103；

（5）SO2轉(zhuǎn)化為SO3是正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng)，隨溫度升高，平衡左移，SO3物質(zhì)的量減少，所以CuSO4的量減少。

（6）在硫酸工業(yè)尾氣中，SO2是主要大氣污染物，必須進(jìn)行凈化處理，處理方

法可用生石灰除去，其步方程式為SO2+Ca（OH）2==CaSO3↓+H2O ，

    CaSO3+H2SO4==CaSO4+SO2↑+H2O