Question

请回答下列化工生产中的一些问题：

（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）为提高SO3吸收率，实际生产中通常用 吸收SO3。

（4）已知反应2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH <0，现将0.050 mol SO2和0.030 mol O2充入容积为1 L的密闭容器中，反应在一定条件下达到平衡，测得反应后容器压强缩小到原来压强的75%，则该条件下SO2的转化率为 ；该条件下的平衡常数为 。

（5）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
炉渣中CuSO4的质量数/%	9.3	9.2	9.0

 

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 。

（6）在硫酸工业尾气中，SO2是主要大气污染物，必须进行净化处理，处理方法可用 （填名称）吸收，然后再用硫酸处理，重新生成SO2和一种生产水泥的辅料，写出这两步反应的化学方程式 。

 

Answer 1

（1）C

（2）4CuFeS2＋13O24CuO＋2Fe2O3＋8SO2

（3）98%的浓硫酸

（4）80%　1.6×103

（5）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）

（6）石灰水　SO2＋Ca（OH）2=CaSO3↓＋H2O

CaSO3＋H2SO4=CaSO4＋SO2↑＋H2O

【解析】（1）硫酸具有很强的腐蚀性，运输成本较高，故硫酸厂厂址应靠近硫酸消费中心；（2）由题意可知，反应物为CuFeS2和O2，产物为CuO、Fe2O3 和SO2，配平即可；（3）SO3与水反应放出大量的热，易形成酸雾，影响SO3的吸收，故用水吸收的效率很低，而用98%的浓硫酸则可避免酸雾的形成，达到较高的吸收率；（4）设平衡时反应的O2的物质的量为x，可得反应的三段式：

2SO2　　　＋　　　O2　　??　　2SO3

开始时　 0.050 mol 0.030 mol 　0

反应了　 2x mol x mol 2x mol

平衡时 （0.050－2x）mol （0.030－x）mol 2x mol

由题意可知反应后气体分子物质的量为反应前的75%。则：×100%＝75%，解得x＝0.020，则SO2的转化率为×100%＝80%；该条件下的平衡常数K＝＝＝1.6×103；

（6）SO2溶于水显酸性，可用碱性溶液吸收，和硫酸反应后可得到一种生产水泥的辅料，可知所用碱性溶液为Ca（OH）2溶液，反应为SO2＋Ca（OH）2=CaSO3↓＋H2O，CaSO3＋H2SO4=CaSO4＋SO2↑＋H2O。