Question

硫酸工業(yè)在國民經(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，測得反應(yīng)后容器壓
強(qiáng)縮小到原來壓強(qiáng)的75%，則該條件下SO₂的轉(zhuǎn)化率為________；該條件下的
平衡常數(shù)為__________。
（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）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 

（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
測得反應(yīng)后容器壓強(qiáng)縮小到原來壓強(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