Question

請回答下列化工生產中的一些問題：
（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       的郊區(qū)（填標號）。

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(yè)城市

D．人口稠密的文化、商業(yè)中心城市

（2）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                                                         。
（3）為提高SO₃吸收率，實際生產中通常用                 吸收SO₃。
（4）已知反應2SO₂（g）＋O₂（g）2SO₃（g）　ΔH <0，現將0.050 mol SO₂和0.030 mol O₂充入容積為1 L的密閉容器中，反應在一定條件下達到平衡，測得反應后容器壓強縮小到原來壓強的75%，則該條件下SO₂的轉化率為         ；該條件下的平衡常數為               。
（5）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
爐渣中CuSO4的質量數/%	9.3	9.2	9.0

 
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                                                                                                                                                                                                                       。
（6）在硫酸工業(yè)尾氣中，SO₂是主要大氣污染物，必須進行凈化處理，處理方法可用         （填名稱）吸收，然后再用硫酸處理，重新生成SO₂和一種生產水泥的輔料，寫出這兩步反應的化學方程式                                                                                                                                               。

Answer 1

（1）C
（2）4CuFeS₂＋13O₂4CuO＋2Fe₂O₃＋8SO₂
（3）98%的濃硫酸
（4）80%　1.6×10³
（5）SO₂轉化為SO₃是正反應放熱的可逆反應，隨溫度升高，平衡左移，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）
（6）石灰水　SO₂＋Ca（OH）₂=CaSO₃↓＋H₂O
CaSO₃＋H₂SO₄=CaSO₄＋SO₂↑＋H₂O

（1）硫酸具有很強的腐蝕性，運輸成本較高，故硫酸廠廠址應靠近硫酸消費中心；（2）由題意可知，反應物為CuFeS₂和O₂，產物為CuO、Fe₂O₃和SO₂，配平即可；（3）SO₃與水反應放出大量的熱，易形成酸霧，影響SO₃的吸收，故用水吸收的效率很低，而用98%的濃硫酸則可避免酸霧的形成，達到較高的吸收率；（4）設平衡時反應的O₂的物質的量為x，可得反應的三段式：
2SO₂　　�。�　　　O₂　　??　　2SO₃
開始時　  0.050 mol  0.030 mol 　0
反應了　  2x mol  x mol  2x mol
平衡時 （0.050－2x）mol （0.030－x）mol  2x mol
由題意可知反應后氣體分子物質的量為反應前的75%。則：×100%＝75%，解得x＝0.020，則SO₂的轉化率為×100%＝80%；該條件下的平衡常數K＝＝＝1.6×10³；
（6）SO₂溶于水顯酸性，可用堿性溶液吸收，和硫酸反應后可得到一種生產水泥的輔料，可知所用堿性溶液為Ca（OH）₂溶液，反應為SO₂＋Ca（OH）₂=CaSO₃↓＋H₂O，CaSO₃＋H₂SO₄=CaSO₄＋SO₂↑＋H₂O。