2． 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_______的郊区(填选项的标号)。

　 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)据测算，接触法制硫酸过程中，若反应热都未被利用，则每生产1t 98%硫酸需消耗3.6×10⁵kJ能量。请通过计算判断，若反应：SO₂ (g) + 1/2O₂ (g) 　SO₃ (g) ；△H= -98.3kJ/mol放出的热量能在生产过程中得到充分利用，则每生产1t 98%硫酸只需外界提供(或可向外界输出)多少kJ能量？

(3)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_________________________________________。

(4)由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe₂O₃、CuO、CuSO₄(由CuO和SO₃在沸腾炉中化合而成)，其中CuSO₄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。

[例1]在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因都正确的是

A．硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿不能燃烧

B．从沸腾炉出来的炉气需净化和干燥，因为炉气中SO₂会与杂质反应

C．SO₃用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，而影响SO₃的吸收

D．热交换器中冷、热气体流动方向相反的目的是为了使热交换充分

[例2]有A、B、C、D四个中等城市，它们水源、能源充足、交通便利。它们的相对地理位置如图，各城市各有特点：A城是风光秀丽、人口稠密、土地供应紧张的旅游城市，环保要求高，近郊有丰富的FeS2资源。B城是一个新兴工业城，已建有大型磷肥厂，土地供应充足。C城近郊有丰富的磷灰石资源，工业发达，但使用H₂SO₄的工业不多，土地供应充足。D城是一个古老城市，它的周围是重要的农业区，是大量肥料的集散地。现拟建年产10万吨的黄铁矿制硫酸的工厂，工厂厂址应选在 　A.A城近郊　 　B.B城近郊 　C.C城近郊　 　D.D城近郊 三、当堂反馈

1．(2003年上海，15)在NH₃、HNO₃、H₂SO₄的工业生产中，具有的共同点是

A．使用吸收塔设备　 B．使用尾气吸收装置　 C．使用H₂作原料　 D． 使用催化剂

2、关于硫酸工业综合经济效益的讨论

　(1)环境保护与原料的综合利用。化工生产必须保护环境，严格治理“三废”，并尽可能把“三废”变为有用的副产品，实现原料的综合利用。硫酸厂的“三废”经处理后，不仅消除了污染，而且也使SO₂和黄铁矿矿渣得到合理利用。　　　

①尾气吸收：硫酸工业的尾气中含SO₂等气体，直接排放会污染大气，工业上常用氨水吸收有毒气体：2NH₃•H₂O + SO₂= (NH₄)₂SO₃+H₂O，反应后再向其中加入稀硫酸：(NH₄)₂SO₃+H₂SO₄= (NH₄)₂SO₄+SO₂↑+H₂O，这样制得纯度较高的SO₂，返回车间制硫酸或作他用，另一产物(NH₄)₂SO₄可用作氮肥。

②污水处理：硫酸生成过程中生成的污水中含有H₂SO₄等杂质，可用石灰乳中和处理：Ca (OH)₂ +H₂SO₄= CaSO₄ + H₂O，从而可制得石膏。

③废渣的利用：沸腾炉中出来的炉渣可作为制水泥或砖的原料或炼铁。

(2)能量的充分利用。许多化学反应是放热反应，化工生产中应充分利用反应热，以降低生产成本。硫酸生产中的反应热得到充分利用后，不仅不需要由外界向硫酸厂供应能量，而且还可以由硫酸厂向外界输出大量能量。

(3)合理选择厂址，发展规模生产

化工厂厂址的选择是一个复杂的问题，它涉及到原料、水源、能源、土地供应、市场需求、交通运输、环境保护等因素，要综合考虑，权衡得弊，作出合理的抉择。

现代化工生产投资大，便于采用先进的技术以提高劳动生产率，同时有关“废热”利用、环境保护等辅助设施也便于处理。所以现代化工中规模越大，则单位产量的成本越低，经济效益越高。当然规模的大小还要根据国情而定。　　　　　　

1、硫酸工业

(1)硫酸的工业制法(接触法)

　　 系统地学习掌握某一物质的工业制法，一般要从所用原料、化学反应、适宜条件、生产过程、主要设备、环境保护等角度去分析理解。按照上述要求，工业上接触法制硫酸概括为“五个三”，即三种原料、三个反应、适宜生产条件的三个问题、三个生产过程、三个主要设备等。

二氧化硫的制取和净化：4FeS₂+11O₂　　　 2Fe₂O₃+8SO₂ (沸腾炉)

二氧化硫氧化成三氧化硫：　 2SO₂+O₂2SO₃ (接触室)

三氧化硫的吸收和硫酸的生成：SO₃+ H₂O=H₂SO₄ (吸收塔)

(2)二氧化硫接触氧化反应适宜条件的选择

①催化剂：为了加快反应速率，工业上常选用V₂O₅作SO₂氧化的催化剂。

②温度：从反应速率要求看，反应温度必须较高，从化学平衡要求看，反应温度必

须较低，结合催化剂的活性温度考虑，选择400 ℃~ 500 ℃作为SO₂氧化的温度。

③压强：从反应速率要求看，理想压强应该较高，从化学平衡要求看，理想压强也

应较高，所以SO₂氧化可以在压强很高的条件下进行。但常压下SO₂的转化率已经较高，加压增大投资和能量消耗，因此SO₂的氧化选择在常压下进行。

23.(10分)正以v=30m/s的速度运行中的列车,接到前方小站的请求：在该站停靠1分钟接一位危重病人上车，司机决定以加速度a₁= 0.6m/s²匀减速运动到小站，停车1分钟后以a₂ = 1.0m/s²匀加速起动，恢复到原来的速度行驶，试问由于临时停车共耽误了多少时间？

蓬街私立中学2009学年第一学期第一次月半考

22.(10分)汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动，可以明显的看出滑动的痕迹，即常说的刹车线，由刹车线长短可以得知汽车刹车前的速度大小，因此刹车线的长度是分析交通事故的一个重要依据。某一特殊路段的最高限制速度为40km/h,有一辆汽车遇紧急情况刹车，若汽车刹车后以7 m/s²的加速度运动，刹车线长14m，假如你是一位交警，请你通过计算求出汽车刹车前的速度v_{0　 ，}，来判断卡车是否超速违章行驶？

21.(9分)为了测量一高楼的高度，有人设计了如下实验：在一根长为l的绳两端各拴一重球，一人站在楼顶上，手执绳的上端使小球与楼顶平齐并无初速释放，使其自由下落，另一个人在楼下测量两球落地的时间差△t，即可根据l、△t、g得出楼的高度(不计空气阻力)．从原理上讲，这个方案是否正确？若测得l=10m，△t=0.4s，g=10m/s²，试估算楼的高度．

20．(9分)已知一汽车在平直公路上运动，它的位移一时间(x-t)图象如图(甲)所示．

(1)根据图甲在图(乙)所示的位置坐标轴上标出A、B、C、D、E各点代表的汽车的位置；

(2)求出汽车在前8 h内的路程和位移大小．

19.如图所示，某同学在做“研究匀速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S₁=7.05cm、S₂=7.68cm、S₃=8.33cm、S₄=8.95cm、S₅=9.61cm、S₆=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是____________m/s，小车运动的加速度计算表达式为_______________，加速度的大小是_____________m/s²(计算结果保留两位有效数字)．

18. 利用水滴下落可以测量出重力加速度g，调节水龙头，让水一滴一滴地流出．在水龙头的正下方放一盘子，调整盘子的高度，使一个水滴碰到盘子时，恰好有另一水滴从水龙头开始下落，而空中还有两个正在下落的水滴．测出水龙头处到盘子的高度为h(m)，再用秒表测量时间，从第一滴水离开龙头开始，到第N滴水落至盘中，共用时间为T(s)．当第一滴水落到盘子时，第二滴水离盘子的高度为______m，重力加速度g=______m/s²．