Question

[化學(xué)與技術(shù)]硫酸工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)考慮綜合經(jīng)濟(jì)效益問(wèn)題．
（1）若從下列四個(gè)城市中選擇一處新建一座硫酸廠，你認(rèn)為廠址宜選在______的郊區(qū)（填選項(xiàng)的標(biāo)號(hào)）
A．有豐富黃鐵礦資源的城市　B．風(fēng)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）據(jù)測(cè)算，接觸法制硫酸過(guò)程中，若反應(yīng)熱都未被利用，則每生產(chǎn)1t 98%硫酸需消耗3.6×10⁵kJ能量．請(qǐng)通過(guò)計(jì)算判斷，若反應(yīng)：SO₂（g）+O₂?SO₃ △H=-98.3kJ?mol^-1放出的熱量能在生產(chǎn)過(guò)程中得到充分利用，則每生產(chǎn)1t98%硫酸只需外界提供（或可向外界輸出）______千焦能量（H₂SO₄的摩爾質(zhì)量為98g?mol^-1）
（3）CuFeS₂是黃鐵礦的另一成分，煅燒時(shí)，CuFeS₂轉(zhuǎn)化為CuO、Fe₂O₃和SO₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______．
（4）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(zhì)量分?jǐn)?shù)隨沸騰爐溫度不同而變化（見(jiàn)下表）

沸騰爐溫度/℃	600	620	640	660
礦渣中CuSO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%	9.3	9.2	9.0	8.4

已知CuSO₄在低于660℃時(shí)不會(huì)分解，請(qǐng)簡(jiǎn)要分析上表中CuSO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而降低的原因______．

Answer 1

解：（1）硫酸工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)考慮綜合經(jīng)濟(jì)效益問(wèn)題，同時(shí)要考慮當(dāng)?shù)氐男枨罅壳闆r，硫酸廠是一座具有一定污染性的工廠，所以廠址宜選在消耗硫酸甚多的工業(yè)城市，故答案為：C；
（2）解：根據(jù)原子守恒，則SO₂～SO₃～H₂SO₄ 放出的熱量
98g 98.3KJ
1×10⁶×98%g x

解得：x=9.83×10⁵kJ
可向外界輸出的能量：9.83×10⁵kJ-3.6×10⁵KJ=6.23×10⁵KJ，故答案為：6.23×10⁵；煅燒
（3）反應(yīng)物和生成物已知，結(jié)合質(zhì)量守恒來(lái)書寫化學(xué)方程式為：4CuFeS₂+13O₂ 4CuO+2Fe₂O₃+8SO₂，故答案為：
4CuFeS₂+13O₂ 4CuO+2Fe₂O₃+8SO₂；
（4）SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃是正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng)，隨溫度升高，平衡逆移，SO₃物質(zhì)的量減少，所以CuSO₄的量減少（或溫度升高，SO₃物質(zhì)的量減少，故CuSO₄的量減少），
故答案為：SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃是正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng)，隨溫度升高，平衡逆移，SO₃物質(zhì)的量減少，所以CuSO₄的量減少（或溫度升高，SO₃物質(zhì)的量減少，故CuSO₄的量減少）．
分析：（1）硫酸工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)考慮綜合經(jīng)濟(jì)效益問(wèn)題，同時(shí)要考慮當(dāng)?shù)氐男枨罅壳闆r，硫酸廠是一座具有一定污染性的工廠；
（2）根據(jù)硫原子守恒，外界提供的能量即為硫酸生產(chǎn)過(guò)程放出的熱量和需消耗的能量之間的差值；
（3）根據(jù)反應(yīng)物和生成物結(jié)合質(zhì)量守恒來(lái)書寫化學(xué)方程式；
（4）根據(jù)硫酸銅的生產(chǎn)原理和化學(xué)平衡移動(dòng)的影響因素來(lái)考慮．
點(diǎn)評(píng)：本題是一道關(guān)于硫酸的工業(yè)生產(chǎn)知識(shí)題目，綜合性較強(qiáng)，難度較大．