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[化学--化学与技术]硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位.请回答硫酸工业中的如下问题:(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 4CuO+2Fe2O3+8SO2试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
[化学--化学与技术]硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位.请回答硫酸工业中的如下问题:
(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)CuFeS
2
是黄铁矿的另一成分,煅烧时CuFeS
2
转化为CuO、Fe
2
O
3
和SO
2
,该反应的化学方程式为
4CuO+2Fe
2
O
3
+8SO
2
试题解答
见解析
(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)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)依据化学平衡的三段式列式计算,依据转化率、平衡常数的概念计算得到;相同条件下气体压强之比等于物质的量之比;
(5)由表中数据分析出温度和CuSO
4
???质量分数之间的关系,而CuSO
4
的质量取决于SO
3
的质量,再由反应2SO
2
(g)+O
2
(g)?2SO
3
(g)△H=-98.3kJ?mol
-1
,分析SO
3
的质量和温度之间的关系;
(6)硫酸工业尾气中SO
2
净化处理方法很多,SO
2
是酸性氧化物,因此常用碱液吸收,如氨水、氢氧化钠溶液、石灰水等,再结合题意要获得生产水泥的辅料,即可确定选择的试剂;写出化学方程式.
(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CuFeS
2
时,反应物为CuFeS
2
和O
2
,生成物为CuO、Fe
2
O
3
和SO
2
,再根据化合价升降法配平氧化还原反应方程式,
故答案为:4CuFeS
2
+13O
2
4CuO+2Fe
2
O
3
+8SO
2
;
(3)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,故答案为:98.3%的浓硫酸;
(4)已知反应2SO
2
+O
2
?2SO
3
△H<0,现将0.050mol SO
2
和0.030mol O
2
充入容积为1L的密闭容器中,反应在一定条件下达到平衡,设反应的二氧化硫物质的量为X:依据三段式列式:
2SO
2
+O
2
?2SO
3
起始量(mol) 0.050 0.030 0
变化量(mol) X 0.5X X
平衡量(mol) 0.05-X 0.03-0.5X X
测得反应后容器压强缩小到原来压强的75%,所以压强之比等于物质的量之比;
得到 0.05-X+0.03-0.5X+X=(0.050+0.030)×75%
解得:X=0.04mol;
则二氧化硫的转化率=
×100%=80%;
平衡状态物质的平衡浓度为:c(SO
2
)=0.01mol/L;c(O
2
)=0.01mol/L;c(SO
3
)=0.04mol/L;
平衡常数K=
=
=1.6×10
3
;
故答案为:80%;1.6×10
3
;
(5)硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe
2
O
3
、CuO、CuSO
4
(由CuO与SO
3
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+SO
3
CuSO
4
中SO
3
的质量减少导致的,根据2SO
2
(g)+O
2
(g)
2SO
3
(g)),△H=-98.3kJ?mol
-1
反应制备SO
3
,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SO
3
的量减少,由CuO与SO
3
在沸腾炉中化合而成CuSO
4
的量也减少,
故答案为:SO
2
转化为SO
3
是正反应放热的可逆反应,随温度升高,平衡左移,SO
3
物质的量减少,所以CuSO
4
的量减少(或温度升高,SO
3
物质的量减少,故CuSO
4
的量减少);
(6)在硫酸工业尾气中,SO
2
是主要大气污染物,也是酸性氧化物,进行净化处理时可以用碱液吸收,如NaOH、氨水、石灰水等,生成亚硫酸盐,然后再用硫酸处理,重新生成SO
2
和一种生产水泥的辅料,则碱液可选择石灰水,反应为SO
2
+Ca(OH)
2
═CaSO
3
↓+H
2
O、CaSO
3
+H
2
SO
4
═CaSO
4
+SO
2
↑+H
2
O,
故答案为:石灰水;SO
2
+Ca(OH)
2
═CaSO
3
↓+H
2
O、CaSO
3
+H
2
SO
4
═CaSO
4
+SO
2
↑+H
2
O.
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