Question

（2011?江西一模）[化學與技術]硫酸工業生產應考慮綜合經濟效益問題．
（1）若從下列四個城市中選擇一處新建一座硫酸廠，你認為廠址宜選在

C

的郊區（填選項的標號）
A．有豐富黃鐵礦資源的城市  B．風光秀麗的旅游城市
C．消耗硫酸甚多的工業城市  D．人口稠密的文化、商業中心城市
（2）據測算，接觸法制硫酸過程中，若反應熱都未被利用，則每生產1t 98%硫酸需消耗3.6×10⁵kJ能量．請通過計算判斷，若反應：SO₂（g）+

1

2

O₂?SO₃ △H=-98.3kJ?mol^-1放出的熱量能在生產過程中得到充分利用，則每生產1t98%硫酸只需外界提供（或可向外界輸出）

6.23×10⁵

千焦能量（H₂SO₄的摩爾質量為98g?mol^-1）
（3）CuFeS₂是黃鐵礦的另一成分，煅燒時，CuFeS₂轉化為CuO、Fe₂O₃和SO₂，該反應的化學方程式為

4CuFeS₂+13O₂

煅燒  .

4CuO+2Fe₂O₃+8SO₂

．
（4）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），其中硫酸銅的質量分數隨沸騰爐溫度不同而變化（見下表）

沸騰爐溫度/℃	600	620	640	660
礦渣中CuSO4的質量分數/%	9.3	9.2	9.0	8.4

已知CuSO₄在低于660℃時不會分解，請簡要分析上表中CuSO₄的質量分數隨溫度升高而降低的原因

SO₂轉化為SO₃是正反應放熱的可逆反應，隨溫度升高，平衡逆移，SO₃物質的量減少，所以CuSO₄的量減少（或溫度升高，SO₃物質的量減少，故CuSO₄的量減少）

．

Answer 1

分析：（1）硫酸工業生產應考慮綜合經濟效益問題，同時要考慮當地的需求量情況，硫酸廠是一座具有一定污染性的工廠；
（2）根據硫原子守恒，外界提供的能量即為硫酸生產過程放出的熱量和需消耗的能量之間的差值；
（3）根據反應物和生成物結合質量守恒來書寫化學方程式；
（4）根據硫酸銅的生產原理和化學平衡移動的影響因素來考慮．

解答：解：（1）硫酸工業生產應考慮綜合經濟效益問題，同時要考慮當地的需求量情況，硫酸廠是一座具有一定污染性的工廠，所以廠址宜選在消耗硫酸甚多的工業城市，故答案為：C；
（2）解：根據原子守恒，則SO₂～SO₃～H₂SO₄       放出的熱量
                                   98g         98.3KJ
                             1×10⁶×98%g        x
      

98g

1×106×98%g

=

98.3kJ

x

      解得：x=9.83×10⁵kJ   
可向外界輸出的能量：9.83×10⁵kJ-3.6×10⁵KJ=6.23×10⁵KJ，故答案為：6.23×10⁵；煅燒
（3）反應物和生成物已知，結合質量守恒來書寫化學方程式為：4CuFeS₂+13O₂ 

煅燒  .

 4CuO+2Fe₂O₃+8SO₂，故答案為：
4CuFeS₂+13O₂ 

煅燒  .

 4CuO+2Fe₂O₃+8SO₂；
（4）SO₂轉化為SO₃是正反應放熱的可逆反應，隨溫度升高，平衡逆移，SO₃物質的量減少，所以CuSO₄的量減少（或溫度升高，SO₃物質的量減少，故CuSO₄的量減少），
故答案為：SO₂轉化為SO₃是正反應放熱的可逆反應，隨溫度升高，平衡逆移，SO₃物質的量減少，所以CuSO₄的量減少（或溫度升高，SO₃物質的量減少，故CuSO₄的量減少）．

點評：本題是一道關于硫酸的工業生產知識題目，綜合性較強，難度較大．