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

（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。