题目内容
（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
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）
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（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
4CuO+2Fe2O3+8SO2
| ||
4CuFeS2+13O2
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 |
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
．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）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；
（3）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；
（4）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）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；
（3）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；
（4）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）
| 催化剂 |
| △ |
解答：解：（1）A．硫酸厂厂址的选择综合经济效益考虑，硫酸产品的运输成本要高于原料黄铁矿的运输成本．故A不正确；
B．风光秀丽的旅游城市，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B不正确；
C．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．故C正确；
D．人口稠密的文化、商业中心城市，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D不正确；
故答案为：C；
（2）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；
（3）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；
（4）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．风光秀丽的旅游城市，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B不正确；
C．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．故C正确；
D．人口稠密的文化、商业中心城市，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D不正确；
故答案为：C；
（2）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
| ||
（3）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；
（4）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
| ||
| 催化剂 |
| △ |
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（4）问需要一定的逻辑思维能力，难度中等．
练习册系列答案
激活思维智能训练课时导学练系列答案
相关题目