Question

[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______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

Answer

（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．
【解析】
（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+SO3CuSO4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）．