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    硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。

    ⑴若1g含SiO2和FeS2的某硫铁矿样品，在氧气中充分燃烧，残余固体质量为0.84g。某硫酸厂每天用这种矿石500t生产硫酸，如果在沸腾炉内损失5%的硫，SO2的转化率为90%，则每天可以制得98%的H2SO4质量为           t。

    ⑵某硫酸厂以硫为原料每天生产98%的H2SO4 a t。若送风(鼓入空气)后使硫充分燃烧，并在下一步催化氧化时不再补充空气，设送风机每天输送空气的体积为b m3/台(标准状况)。求理论上至少应安装         台送风机(空气中氧气的体积分数为21%)。

    ⑶硫酸工业的尾气通常是转化为硫酸铵的。若尾气中SO2、O2的体积分数分别为0.4％和0.5％。向尾气中通入空气(设空气中O2的体积分数为20.5％，且不含SO2)，在400℃、催化剂作用下反应，再与NH3混合，同时喷水降温至200℃，在热的结晶装置中得到(NH4)2SO4晶体。若某硫酸厂每天排放出的尾气为5×105m3(标准状况),按上述方法该厂每月(以30天计)最多能获得         吨硫酸铵？

    ⑴342    ⑵1600a/b     ⑶353.6


    解析:

    ⑴先求出该硫铁矿样品中FeS2的质量分数为48%，再根据关系式FeS2～2H2SO4求m(H2SO4)=500×48%×95%×90%×2×98/(120×98%)=342 (t)。

    ⑵由反应原理：S+O2=SO2，2SO2+O2    2SO3，SO3+H2O=H2SO4，可得总反应式：3/2O2～H2SO4。则n(O2)=3/2×n(H2SO4)=3/2×a×106g×98%/98g·mol–1=1.5a×104(mol)。故理论上需安装送风机的台数为：1.5a×104mol×22.4L·mol–1×10–3m3·L–1/(bm3/台×21%)=1600a/b (台)。

    ⑶               SO2            ～      (NH4)2SO4

                     22.4×10－3 m3           132×10－6吨

                  30×5×105 m3×0.4％            x

    列式，求得：x≈353.6吨

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2011?江西一模）[化学与技术]硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题．
    （1）若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在
    C
    C
    的郊区（填选项的标号）
    A．有丰富黄铁矿资源的城市  B．风光秀丽的旅游城市
    C．消耗硫酸甚多的工业城市  D．人口稠密的文化、商业中心城市
    （2）据测算，接触法制硫酸过程中，若反应热都未被利用，则每生产1t 98%硫酸需消耗3.6×105kJ能量．请通过计算判断，若反应：SO2（g）+
    1
    2
    O2?SO3 △H=-98.3kJ?mol-1放出的热量能在生产过程中得到充分利用，则每生产1t98%硫酸只需外界提供（或可向外界输出）
    6.23×105
    6.23×105
    千焦能量（H2SO4的摩尔质量为98g?mol-1）
    （3）CuFeS2是黄铁矿的另一成分，煅烧时，CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2，该反应的化学方程式为
    4CuFeS2+13O2
     煅烧 
    .
     
    4CuO+2Fe2O3+8SO2
    4CuFeS2+13O2
     煅烧 
    .
     
    4CuO+2Fe2O3+8SO2
    ．
    （4）由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4（由CuO与SO3在沸腾炉中化合而成），其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化（见下表）
    沸腾炉温度/℃ 600 620 640 660
    矿渣中CuSO4的质量分数/% 9.3 9.2 9.0 8.4
    已知CuSO4在低于660℃时不会分解，请简要分析上表中CuSO4的质量分数随温度升高而降低的原因
    SO2转化为SO3是正反应放热的可逆反应，随温度升高，平衡逆移，SO3物质的量减少，所以CuSO4的量减少（或温度升高，SO3物质的量减少，故CuSO4的量减少）
    SO2转化为SO3是正反应放热的可逆反应，随温度升高，平衡逆移，SO3物质的量减少，所以CuSO4的量减少（或温度升高，SO3物质的量减少，故CuSO4的量减少）
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2012?许昌三模）[化学--选修2：化学与技术]硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题．
    （1）若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在
    C
    C
    的郊区．
    A．风光秀丽的旅游城市             
    B．消耗硫酸甚多的工业城市
    C．人口稠密的文化、商业中心城市
    （2）写出沸腾炉内煅烧黄铁矿的化学方程式：
    4FeS2+11O2
     高温 
    .
     
    2Fe2O3+8SO2
    4FeS2+11O2
     高温 
    .
     
    2Fe2O3+8SO2
    ；
    写出接触室中的化学方程式：
    2SO2+O2
    催化剂
    .
    △
    2SO3
    2SO2+O2
    催化剂
    .
    △
    2SO3
    ．
    （3）CuFeS2是黄铜矿的主要成分，煅烧时CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2，该反应的化学方程式为
    4CuFeS2+13O2
     高温 
    .
     
    4CuO+2Fe2O3+8SO2
    4CuFeS2+13O2
     高温 
    .
     
    4CuO+2Fe2O3+8SO2
    ．
    （4）在硫酸工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都是正确的是
    D
    D
    ．
    A．黄铁矿煅烧前需要粉碎，因为大块的黄铁矿不能在空气中反应
    B．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中二氧化硫会与杂质反应
    C．二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率
    D．三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以提高三氧化硫的吸收效率
    （5）下表是压强对SO2平衡转化率的影响：
    压强Mpa
    转化率%
    温度/℃    		 0.1 0.5 1 10
    400 99.2 99.6 99.7 99.9
    对于SO2转化为SO3的反应，增大压强可使转化率
    增大
    增大
    ，但在实际工业生产中常采用常压条件，理由是
    常压下SO2的转化率已很大
    常压下SO2的转化率已很大
    ．
    （6）由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4（由CuO与SO3在沸腾炉中化合而成），其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化见下表：
    沸腾炉温度 600 620 640 660
    炉渣中CuSO4质量分数/% 9.3 9.2 9.0 8.4
    已知CuSO4在低于660℃时不会分解，请简要分析上表中CuSO4的质量分数随温度升高而降低的原因：
    SO2转化为SO3是正反应放热的可逆反应随温度升高，平衡左移，SO3物质的量减少，所以CuSO4的量减少（或温度升高，SO3物质的量减少，故CuSO4的量减少）
    SO2转化为SO3是正反应放热的可逆反应随温度升高，平衡左移，SO3物质的量减少，所以CuSO4的量减少（或温度升高，SO3物质的量减少，故CuSO4的量减少）
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2011?太原二模）[化学-化学与技术]硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题．
    （1）若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在
    C
    C
    的郊区（填标号）；
    A．有丰富黄铁矿资源的城市 
    B．风光秀丽的旅游城市
    C．消耗硫酸甚多的工业城市 
    D．人口稠密的文化、商业中心城市
    （2）CuFeS2是黄铁矿的另一成分，煅烧时CuFeS2转化为CuO、Fe2O3 和SO2，该反应的化学方程式为
    4CuFeS2+13O2
     煅烧 
    .
     
    4CuO+2Fe2O3+8SO2
    4CuFeS2+13O2
     煅烧 
    .
     
    4CuO+2Fe2O3+8SO2
    ．
    （3）在硫酸工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都是正确的是
    D
    D
    ．
    A．黄铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的黄铁矿不能在空气中燃烧
    B．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中二氧化硫会与杂质反应
    C．二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率
    D．三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以提高三氧化硫的吸收效率
    （4）由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4（由CuO与SO3 在沸腾炉中化合而成），其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化（见下表）
    沸腾炉温度/℃ 600 620 640 660
    炉渣中CuSO4的质量分数/% 9.3 9.2 9.0 8.4
    已知CuSO4 在低于660℃时不会分解，请简要分析上表中CuSO4的质量分数随温度升高而降低的原因
    SO2转化为SO3是正反应放热的可逆反应，随温度升高，平衡左移，SO3物质的量减少，所以CuSO4的量减少
    SO2转化为SO3是正反应放热的可逆反应，随温度升高，平衡左移，SO3物质的量减少，所以CuSO4的量减少
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。

    (1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在___________的郊区(填选项的序号)。

    A.有丰富黄铁矿资源的城市                     B.风光秀丽的旅游城市

    C.消耗硫酸甚多的工业城市                     D.人中稠密的文化、商业中心城市

    (2)据推算，接触法制硫酸过程中，若反应热都未被利用，则每生产 1 t 98%的硫酸需消耗3.6×105 kJ能量。请通过计算判断，若反应：SO2(g)+O2(g)SO3(g)；ΔH=-98.3 kJ·mol-1放出的热量能在生产过程中得到充分利用，则每生产1 t 98%的硫酸只需外界提供(或可向外界输出)多少千焦能量？(H2SO4的摩尔质量为98 g·mol-1)

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    科目：高中化学 来源：2010年山东青岛市高三第二次模拟练习 题型：填空题

    （8分）【化学—化学与技术】
    硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。
    （1）若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在     的郊区（填标号）；
    A．有丰富黄铁矿资源的城市   B．风光秀丽的旅游城市
    C．消耗硫酸甚多的工业城市 D．人口稠密的文化、商业中心城市
    （2）CuFeS2 是黄铁矿的另一成分，煅烧时CuFeS2 转化为CuO、Fe2O3和SO2，该反应的化学方程式为               。
    （3）在硫酸工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都是正确的是  。
    A．黄铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的黄铁矿不能在空气中燃烧
    B．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中二氧化硫会与杂质反应
    C．二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率
    D．三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以提高三氧化硫的吸收效率
    （4）由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4（由CuO与SO3在沸腾炉中化合而成），其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化（见下表）

    沸腾炉温度/℃
    		600
    		620
    		640
    		660
    炉渣中CuSO4的质量分数/%
    		9.3
    		9.2
    		9.0
    		8.4
        已知CuSO4在低于660℃时不会分解，请简要分析上表中CuSO4 的质量分数随温度升高而降低的原因                          。

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