题目内容
（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
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：
写出接触室中的化学方程式：
（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
（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
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：
对于SO2转化为SO3的反应，增大压强可使转化率
（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：
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：
（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
2Fe2O3+8SO2
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4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2
；
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写出接触室中的化学方程式：
2SO2+O2
2SO3
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| △ |
2SO2+O2
2SO3
．
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| △ |
（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
4CuO+2Fe2O3+8SO2
| ||
4CuFeS2+13O2
4CuO+2Fe2O3+8SO2
．
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（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 |
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 |
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）
．分析：（1）硫酸厂厂址的选择从综合经济效益考虑，主要是硫酸为危险品，硫酸的运输成本要高于原料黄铁矿的运输成本；
（2）沸腾炉内煅烧黄铁矿生成氧化铁和二氧化硫，接触室内是二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，配平书写化学方程式；
（3）根据已知信息，确定出反应物和生成物，然后配平化学方程式；
（4）在硫酸工业制法中，黄铁矿燃烧前需要粉碎，是为了增大与空气的接触面，加快反应速率；
从沸腾炉出来的炉气中含有SO2、O2、N2、水蒸气、灰尘、砷硒化合物等，由于砷硒化合物能导致催化剂失去催化活性，因此需净化；
二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，目的是加快反应速率，提高产量；
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）依据平衡移动原理可知增大压强增大二氧化硫的转化率，图表中数据分析，常压下二氧化硫的转化率已很大，加压转化率增大不大；
（6）由表中数据分析出温度和CuSO4的质量分数之间的关系，而CuSO4的质量取决于SO3 的质量，再由反应2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g）△H=-98.3kJ?mol-1分析SO3 的质量和温度之间的关系．
（2）沸腾炉内煅烧黄铁矿生成氧化铁和二氧化硫，接触室内是二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，配平书写化学方程式；
（3）根据已知信息，确定出反应物和生成物，然后配平化学方程式；
（4）在硫酸工业制法中，黄铁矿燃烧前需要粉碎，是为了增大与空气的接触面，加快反应速率；
从沸腾炉出来的炉气中含有SO2、O2、N2、水蒸气、灰尘、砷硒化合物等，由于砷硒化合物能导致催化剂失去催化活性，因此需净化；
二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，目的是加快反应速率，提高产量；
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）依据平衡移动原理可知增大压强增大二氧化硫的转化率，图表中数据分析，常压下二氧化硫的转化率已很大，加压转化率增大不大；
（6）由表中数据分析出温度和CuSO4的质量分数之间的关系，而CuSO4的质量取决于SO3 的质量，再由反应2SO2（g）+O2（g）
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| △ |
解答：解：（1）A．风光秀丽的旅游城市的郊区，不靠近原料基地，也不靠近消耗硫酸的工业城市，导致原料运输与产品运输成本高，同时还会对旅游城市造成污染，故A错误；
B．由于硫酸产品的运输成本要高于原料黄铁矿的运输成本，所以厂址应选择在消耗硫酸甚多的工业城市郊区，故B正确；
C．人口稠密的文化、商业中心城市的郊区，远离原料基地和消耗硫酸的工业城市，同时为了防止污染环境，不宜考虑作为硫酸厂厂址，故C错误；
故答案为：B；
（2）沸腾炉内煅烧黄铁矿生成氧化铁和二氧化硫，反应的化学方程式为：4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2，接触室内是二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，化学方程式为：2SO2+O2
2SO3，
故答案为：4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2；2SO2+O2
2SO3；
（3）根据题意可知，高温煅烧时CuFeS2时，反应物为CuFeS2和O2，生成物为CuO、Fe2O3 和SO2，再根据化合价升降法配平氧化还原反应方程式，
故答案为：4CuFeS2+13O2
4CuO+2Fe2O3+8SO2；
（4）A．在硫酸工业制法中，黄铁矿燃烧前需要粉碎，是为了增大与空气的接触面，加快反应速率，不是因为大块的黄铁矿不能在空气中燃烧．故A不正确；
B．从沸腾炉出来的炉气中含有SO2、O2、N2、水蒸气、灰尘、砷硒化合物等，由于砷硒化合物能导致催化剂失去催化活性，因此需净化，不是因为炉气中二氧化硫会与杂质反应，故B不正确；
C．二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，目的是加快反应速率，提高产量．并不能提高二氧化硫的转化率，故C不正确；
D．在吸收塔中三氧化硫用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．故D正确；
故答案为：D；
（5）依据平衡移动原理可知，反应2SO2+O2
2SO3增大压强，二氧化硫的转化率增大，图表中数据分析，常压下二氧化硫的转化率已很大，加压转化率增大不大，所以常压下反应，
故答案为：增大；常压下SO2的转化率已很大；
（6）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），根据题意由表中数据可知，硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度升高而降低，是因为反应CuO+SO3
CuSO4中SO3的质量减少导致的，根据2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g）△H=-98.3kJ?mol-1反应制备SO3，该反应为可逆反应，正方向为放热，随着温度升高，平衡逆向移动，导致SO3的量减少，由CuO与SO3 在沸腾炉中化合而成CuSO4的量也减少，
故答案为：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）．
B．由于硫酸产品的运输成本要高于原料黄铁矿的运输成本，所以厂址应选择在消耗硫酸甚多的工业城市郊区，故B正确；
C．人口稠密的文化、商业中心城市的郊区，远离原料基地和消耗硫酸的工业城市，同时为了防止污染环境，不宜考虑作为硫酸厂厂址，故C错误；
故答案为：B；
（2）沸腾炉内煅烧黄铁矿生成氧化铁和二氧化硫，反应的化学方程式为：4FeS2+11O2
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故答案为：4FeS2+11O2
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| △ |
（3）根据题意可知，高温煅烧时CuFeS2时，反应物为CuFeS2和O2，生成物为CuO、Fe2O3 和SO2，再根据化合价升降法配平氧化还原反应方程式，
故答案为：4CuFeS2+13O2
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（4）A．在硫酸工业制法中，黄铁矿燃烧前需要粉碎，是为了增大与空气的接触面，加快反应速率，不是因为大块的黄铁矿不能在空气中燃烧．故A不正确；
B．从沸腾炉出来的炉气中含有SO2、O2、N2、水蒸气、灰尘、砷硒化合物等，由于砷硒化合物能导致催化剂失去催化活性，因此需净化，不是因为炉气中二氧化硫会与杂质反应，故B不正确；
C．二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，目的是加快反应速率，提高产量．并不能提高二氧化硫的转化率，故C不正确；
D．在吸收塔中三氧化硫用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．故D正确；
故答案为：D；
（5）依据平衡移动原理可知，反应2SO2+O2
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故答案为：增大；常压下SO2的转化率已很大；
（6）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），根据题意由表中数据可知，硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度升高而降低，是因为反应CuO+SO3
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| △ |
故答案为：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）．
点评：本题考查硫酸厂址的选择、含硫矿石的煅烧等相关内容，特别是第（6）问需要一定的逻辑思维能力，难度中等．
练习册系列答案
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