河南省滎陽(yáng)高中化學(xué)走進(jìn)化學(xué)工業(yè)(第1課時(shí))《生產(chǎn)硫酸的基本流程》三案一課學(xué)案新人教版選修2

1、第1課時(shí)生產(chǎn)硫酸的基本流程學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1. 依據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)，了解生產(chǎn)硫酸的基本流程。2. 了解硫酸工業(yè)生產(chǎn)中原料、廠址和規(guī)模的選擇。3. 了解硫酸生產(chǎn)過(guò)程中反應(yīng)條件的控制。4. 了解化學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)與化工生產(chǎn)的區(qū)別。【重點(diǎn)難點(diǎn)】1 .化工生產(chǎn)過(guò)程中的基本問(wèn)題。2 .工業(yè)制硫酸的生產(chǎn)原理。課前預(yù)習(xí)【情景材料】化工生產(chǎn)過(guò)程比較復(fù)雜，但一些最基本的問(wèn)題是相似的，例如，任何化工生產(chǎn)都 涉及到傳質(zhì)（物料的流動(dòng)）、傳熱（能員的傳導(dǎo)）、傳動(dòng)（動(dòng)力的傳輸）和化學(xué)反應(yīng)器等。根 據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，將化學(xué)反應(yīng)原理、反應(yīng)發(fā)生的條件、原料的選擇、三廢的處理和能量的利 用等作為化工生產(chǎn)過(guò)程中的基本問(wèn)題，結(jié)合一些典型

2、產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程，使學(xué)生對(duì)化工生產(chǎn)的基 本過(guò)程有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)?！绢A(yù)習(xí)內(nèi)容】根據(jù)教材有關(guān)內(nèi)容填寫下列空白：一、依據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理確定生產(chǎn)過(guò)程1 .工業(yè)制備硫酸，要從以下幾個(gè)方面考慮（1）采用的原料應(yīng)該是自然界中的含 物質(zhì)，如 、。（2）生產(chǎn)過(guò)程中，要先使硫元素轉(zhuǎn)化成 ,再把 轉(zhuǎn)化成 ,再與水反應(yīng)制得。2 .工業(yè)制硫酸主要分 、個(gè)階段 以S為原料制備SO化學(xué)反應(yīng)方程式,（屬 反應(yīng)）（2）利用催化氧化反庇將 SO氧化成SO化學(xué)反應(yīng)方程式,（屬 反應(yīng)）（3）三氧化硫轉(zhuǎn)化成硫酸化學(xué)反應(yīng)方程式,（屬 反應(yīng)）3 .工業(yè)制硫酸主要生產(chǎn)流程二、生產(chǎn)中原料的選擇工業(yè)生產(chǎn)某種化工產(chǎn)品，選擇原料時(shí)，要從多方面慮，如 、

3、原料、能 源、工業(yè)用水的供應(yīng)能力、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、預(yù)處理成本及環(huán)境保護(hù)等。（1）從基建投資、加工費(fèi)用及環(huán)保方面考慮，用 制硫酸優(yōu)于用 制硫酸。(2)我國(guó)天然硫資源 ,而且開(kāi)采條件 。(3)我國(guó)黃鐵礦儲(chǔ)量比天然硫要 。(4)硫黃制硫酸比黃鐵礦制硫酸生產(chǎn)流程 、設(shè)備、三廢 少，勞動(dòng)生產(chǎn)率,易于設(shè)備。(5)由于原料多需進(jìn)口，硫黃制硫酸成本比黃鐵礦制硫酸 。三、生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制1 .硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個(gè)主要設(shè)備是 、。2 .溫度較 時(shí)，越有利于 SO轉(zhuǎn)化為SO,通常選擇作為操作的溫度，因?yàn)樵谶@個(gè)溫度 范圍內(nèi)，和都比較理想。3 .壓強(qiáng)的土曾大，SQ的轉(zhuǎn)化率通常采用操作。4 .催化劑：催化劑對(duì)化學(xué)平衡 ，但

4、能改變到達(dá)平衡所需的時(shí)間，即增 大。預(yù)習(xí)內(nèi)容答案一、1.硫 硫黃 黃鐵礦(主要成分 FeSO(2)SO2 SO2 SO 3 H2SO2.造氣催化氧化吸收(1)S(s)+O 2 (g尸SO2(g) 放熱(2)2SO2 (g)+ O 2(g) -=2SO(g) 放熱(3)SO3(g)+H 2O(l)=H 2SO(1)放熱3.空氣 制SO 400500c 常壓、催化劑 SO 3發(fā)煙硫酸水98%硫酸98%硫酸二、化學(xué)反應(yīng)原理廠址選擇(1)硫黃黃鐵礦(2)缺乏比較復(fù)雜大(4)短簡(jiǎn)單治理量高大型化高三、1.沸騰爐接觸室吸收塔2 .低400500c 反應(yīng)速率二氧化硫的轉(zhuǎn)化率3 .變化不大常壓4 .沒(méi)有影響化

5、學(xué)反應(yīng)速率堂中互動(dòng)【問(wèn)題探究1】對(duì)于某一具體的化工產(chǎn)品，研究生產(chǎn)過(guò)程要從產(chǎn)品的化學(xué)組成和性質(zhì)考慮，來(lái) 確定原料和生產(chǎn)路線。請(qǐng)結(jié)合課本寫出關(guān)于工業(yè)制硫酸的反應(yīng)原理和過(guò)程？【教師點(diǎn)撥】掌握七個(gè)“三”，即“三階段”、“三原料”、“三反應(yīng)”、“三設(shè)備”、“三雜質(zhì)”、“三凈化”、“三原理”。分析解答：化工生產(chǎn)是以化學(xué)反應(yīng)原理為依據(jù)，以實(shí)驗(yàn)室研究為基礎(chǔ)的。任何生產(chǎn)的完成都要 符合化學(xué)反應(yīng)規(guī)律?！炯磳W(xué)即練1】在硫酸的工業(yè)制法中，下列生產(chǎn)操作與說(shuō)明生產(chǎn)操作的主要原因二者都是正確的是()A.硫鐵礦燃燒前要粉碎，因?yàn)榇髩K的硫鐵礦不能燃燒B.SO3用98.3%的濃HSO吸收，目的是防止形成酸霧，以便SO吸收完全C.

6、SQ氧化為SO時(shí)需使用催化劑，這樣可以提高 SO的轉(zhuǎn)化率D.從沸騰爐出來(lái)的爐氣需凈化，因?yàn)闋t氣中SO會(huì)與雜質(zhì)反應(yīng)1.B【解析】本題考查化工生產(chǎn)中的技術(shù)處理問(wèn)題?？蓮幕瘜W(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡移動(dòng)及實(shí)際 生產(chǎn)三個(gè)方面考慮各種操作條件的原因。礦石粉碎是為了提高反應(yīng)速率，并不是因?yàn)榇髩K的硫 鐵礦不能燃燒；用濃硫酸吸收SO是為了防止水與其形成酸霧；使用催化劑可以提高反應(yīng)速率，但不能提高 毒?！締?wèn)題探究2】SQ轉(zhuǎn)化為SO 好？SO的轉(zhuǎn)化率；從沸騰爐出來(lái)的爐氣需凈化，因?yàn)闋t氣中雜質(zhì)會(huì)使催化劑中閱讀P6表1-1 ,結(jié)合二氧化硫催化氧化的反應(yīng)特點(diǎn)：是否溫度越低越有利于?閱讀P6表1-2,分析隨壓強(qiáng)的增大，SO的轉(zhuǎn)

7、化率怎么改變？是否壓強(qiáng)越高越【教師點(diǎn)撥】反應(yīng)方程式 2SQ(g) +Q(g)，注2SQ(g),屬放熱的可逆反應(yīng)，氣體體積減少的反 應(yīng)，從化學(xué)平衡的角度解釋。工業(yè)生產(chǎn)中壓強(qiáng)的選擇，往往還要考慮成本和能量消耗等問(wèn)題。分析解答：根據(jù)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響的規(guī)律，選擇化工生產(chǎn)的適宜條件 時(shí)，既要注意外界條件對(duì)二者影響的一致性，又要注意對(duì)二者影響的矛盾性；既要注意溫度、 催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的一致性，又要注意催化劑的活性對(duì)溫度的限制；既要注意理論生 產(chǎn)，又要注意實(shí)際可能性?！炯磳W(xué)即練2】已知，在硫酸工業(yè)中，經(jīng)測(cè)定，在常壓下上述反應(yīng)的平衡混合氣體中,SO的體積分?jǐn)?shù)為91%SO2轉(zhuǎn)化為SO

8、的反應(yīng)為：2SO + O 2庠2SQ Hv 0。8 / 8催化劑V2O5的催化效率f與溫度T有如圖所示的關(guān)系。反應(yīng)后SO氣體溫度約為600 Co 請(qǐng)根據(jù)以上信息，選擇 SO催化氧化的適宜條件。2.SO2氧化過(guò)程的適宜條件為：氧氣或空氣適當(dāng)過(guò)量；常壓； 450c500C; 使用熱交換器?！窘馕觥坑杉盎瘜W(xué)平衡原理，加壓有利于SO的轉(zhuǎn)化，但由知，常壓下 SO的轉(zhuǎn)化率已很高，因轉(zhuǎn)化率的上升空間較小，故不必再來(lái)取加壓措施，以省掉加壓泵的開(kāi)支和降低接觸室的 造價(jià)。觀察催化劑的催化效率與溫度關(guān)系圖知，450c以后催化效率基本不變，升溫有利于提高反應(yīng)速率，但不利于 SO轉(zhuǎn)化，故反應(yīng)溫度控制在450C500c為

9、宜。除塵后 SO溫度低，不利于SO氧化反應(yīng)的進(jìn)行，生成的 SO溫度高，不利于 SO的吸收，解決這一問(wèn)題的方法是使 用熱交換器。【問(wèn)題探究3】二氧化硫的催化氧化反應(yīng)：2SQ(g) + Q(g) - 2SQ(g)1 .請(qǐng)用平衡移動(dòng)原理來(lái)解釋：為什么降低溫度和增大壓強(qiáng)有利于提高轉(zhuǎn)化率？2 .如果其他條件不變，分別改變下列條件，將對(duì)化學(xué)平衡有什么影響？增大Q的濃度；(2)減小SO的濃度?！窘處燑c(diǎn)撥】如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如濃度、溫度、壓強(qiáng)等)，平衡就向能減弱這種 改變的方向移動(dòng)。催化劑能同等程度地增加正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率，因此對(duì)化學(xué)平衡沒(méi)有影 響，但能改變到達(dá)平衡所需的時(shí)間。分析解答：濃度對(duì)化

10、學(xué)平衡的影響，增大生成物的濃度或減小反應(yīng)物的濃度時(shí)，平衡向逆反 應(yīng)方向移動(dòng)。在生產(chǎn)上，往往采用增大容易取得的或成本較低的反應(yīng)物濃度的方法，使成本較高的原料得 到充分利用。(2)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響，一般規(guī)律：對(duì)于有氣體參加且反應(yīng)前后氣體體積不相等的可逆反 應(yīng)，在其他條件不變的情況下，若增大壓強(qiáng)(即相當(dāng)于縮小容器的體積)，則平衡向氣體總體積減小的方向移動(dòng)，若減小壓強(qiáng) (即增大容器的體積)，則平衡向氣體總體積增大的方向移動(dòng)。【即學(xué)即練3】有關(guān)接觸法制硫酸的敘述不正確 的是() A.硫黃和硫鐵礦均可作為生產(chǎn)原料B.將礦石粉碎，是為了提高反應(yīng)速率C.反應(yīng)中通入過(guò)量的空氣是為了提高Fe&和和SO

11、的轉(zhuǎn)化率D.從吸收塔出來(lái)的硫酸經(jīng)濃縮后可以變成發(fā)煙硫酸3.D【解析】A項(xiàng)，理論上，可轉(zhuǎn)化成 SQ的任何含硫物質(zhì)均可作為硫酸的生產(chǎn)原料，（如S、FeS、Fe&、HS等），但在生產(chǎn)實(shí)踐中，應(yīng)選取那些儲(chǔ)量大、礦質(zhì)品位高、資源豐富、便于開(kāi) 采和加工的礦物作為化工原料，綜合分析，A正確。B項(xiàng)，生產(chǎn)中對(duì)礦石進(jìn)行粉碎，既可增大原料之間的相對(duì)接觸面積（增大反應(yīng)速率），又可提高原料的利用率（轉(zhuǎn)化率），故B正確。C項(xiàng)，從硫酸生產(chǎn)的三個(gè)反應(yīng)看（FeS2-SQ-SO-HzSO,有兩個(gè)反應(yīng)要耗用氧氣，故生產(chǎn)中可采用通入過(guò)量空氣的方法來(lái)提高FeS2和SO的轉(zhuǎn)化率，故 C正確。D項(xiàng)，在吸收塔中，是用98%勺濃硫酸吸

12、收SQ的，所得到發(fā)煙硫酸，可用水或稀硫酸稀釋，制得各種濃度的硫酸，故 D 錯(cuò)誤。練案A組（課堂反饋滿分50分）一、選擇題（每小題 5分，共35分）1.在以下條件下，宜于建工廠的城市是（）。A.城市郊區(qū)有豐富的黃鐵礦資源，水源、能源充足B.城市是一座風(fēng)光秀麗、空氣清新的旅游城市C.城市有豐富的磷灰石，擬建一座大型的磷肥廠D.城市需使用硫酸的工業(yè)不多，卻有豐富的黃鐵礦資源1 .AC【解析】本題考查了從綜合的角度分析建設(shè)工廠的一般條件。2 .接觸法制硫酸中，與之無(wú)關(guān)的設(shè)備是（）A.吸收塔 B. 接觸室 C. 沸騰爐 D. 氧化爐3 .D【解析】接觸法制硫酸三種設(shè)備：沸騰爐、接觸室、吸收塔。4 .硫酸

13、工業(yè)中燃燒硫鐵礦生產(chǎn) SO時(shí)，為提高生成 SO的速率，下列措施可行的是（）A.把塊狀礦石粉碎成粉末B.降低溫度C.減小壓強(qiáng)D.使用催化劑FezQ5 .A【解析】生產(chǎn)中對(duì)礦石進(jìn)行粉碎，既可增大原料之間的相對(duì)接觸面積（增大反應(yīng)速率）， 又可提高原料的利用率（轉(zhuǎn)化率）。6 .化工廠廠址選擇是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，受到原料、水源、能源、土地供應(yīng)、市場(chǎng)需求、交通運(yùn)輸和環(huán)境保護(hù)等諸多因素的制約，硫酸廠應(yīng)建在（）靠近原料產(chǎn)地，遠(yuǎn)離消費(fèi)中心的地區(qū)靠近消費(fèi)中心，稍偏離原料產(chǎn)地的地區(qū)交通便利，人口稠密的居民區(qū)環(huán)保要求高的地區(qū)，便于“三廢”的治理A. B.C. D. 7 .D【解析】因硫酸是一種強(qiáng)腐蝕性液體，運(yùn)輸極不方便

14、，需要較高的成本，所以硫酸工廠廠 址選擇上首先要考慮建在且遠(yuǎn)離環(huán)保要求高的地區(qū)。8 .下列對(duì)硫酸生產(chǎn)中化學(xué)反應(yīng)原理的分析中正確的是（）。A.硫酸生產(chǎn)中涉及的三個(gè)化學(xué)反應(yīng)因原料的不同可能全部是非氧化還原反應(yīng)B.硫酸生產(chǎn)中涉及的三個(gè)化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)C.硫酸生產(chǎn)中涉及的三個(gè)化學(xué)反應(yīng)都需要用催化劑D.硫酸生產(chǎn)中涉及的三個(gè)化學(xué)反應(yīng)都需要在較高的溫度下才能進(jìn)行5.B【解析】硫酸生產(chǎn)中涉及的三個(gè)化學(xué)反應(yīng)為： S+C2=SO ;2SQ + O2節(jié)&2SO ;SQ+HbO= HSQ。這三個(gè)反應(yīng)中第一和第二個(gè)是氧化還原反應(yīng)，第一和第三個(gè)反應(yīng)不需催化劑反應(yīng)就非?？?，第三個(gè)反應(yīng)在常溫下就非常劇烈，這三個(gè)反

15、應(yīng)都是放熱反應(yīng)（工業(yè)還采取措施利用這些反應(yīng)放出的熱量），所以選項(xiàng)A、C、D都是錯(cuò)誤的，選項(xiàng) B正確。9 .將三氧化硫溶解在硫酸中所得到的混合物稱為“發(fā)煙硫酸”，通常以三氧化硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示其組成。將1185 g發(fā)煙硫酸試樣溶于水，用 125 mol L t的NaOHB準(zhǔn)溶液滴定。用去此標(biāo)準(zhǔn)溶液20 mL,恰好中和，則試樣中 SO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（）A.15%B.17%C.34%D.60%6. A【解析】n(NaOH)=125mol L （3）選擇適宜的催化劑，是否可以提高SO的轉(zhuǎn)化率？ （填“是”或“否”）,是否可以增大該反應(yīng)所放出的熱量？ （填“是”或“否”）；（4）為提高SO吸收率，實(shí)際生產(chǎn)中

16、用 吸收SO。 （1）壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度升高，SO的轉(zhuǎn)化率下降，說(shuō)明升溫有利于逆反應(yīng)進(jìn)行，所以正反應(yīng) x 20X 10 為放熱反應(yīng)（2分）L = 2.5 x 10 3mol2NaOH + H 2SQ= N&SQ+2H2O2mol 1mol2.5 x 10 3mol 1.25 X 10 3mol設(shè)發(fā)煙硫酸的組成為 H2SO nSQ,溶于水后1mol發(fā)煙H2SO生成(n + 1)mol H 2SQ。故1.25 X103mol H2SO對(duì)應(yīng)發(fā)煙硫酸的物質(zhì)的量為：日可得:n=22故SO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.接觸法制硫酸的爐氣組成是SO占7% Q占11% N2占82%現(xiàn)有100L混合氣體進(jìn)入接觸室反應(yīng)后

17、，總體積變?yōu)?7.2L。則該變化過(guò)程中 SQ轉(zhuǎn)化率是（）A.50% B.60% C.70% D.80%7.D【解析】解法一：設(shè)參加反應(yīng)的二氧化硫體積為2x2 SO2 + Q * 2 SQ N 2體積（L）總體積（L）開(kāi)始時(shí)體積（L） 711082100反應(yīng)后體積（L） 7-2x 11-x 2x 82100-x根據(jù)題意 100-x=97.2 x=2.8L二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為5.6L+7LX100%=80%答案為D解法二：設(shè)參加反應(yīng)的二氧化硫體積為2x2 SO2 + Q 弋：2 SO 體積差（L）2L 1L 2 L 1L2X100L-97.2L=2.8L X=2.8L二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為5.6L+7L

18、X100%=80%答案為D二、填空題（共15分）8.（7分）工業(yè)上生產(chǎn)硫酸時(shí)，利用催化氧化反應(yīng)將SO轉(zhuǎn)化為SO是一個(gè)關(guān)鍵步驟。壓強(qiáng)及溫度對(duì)SO轉(zhuǎn)化率的影響如下表（原料氣各成分的體積分?jǐn)?shù)為SO 7%, Q 11%, N2 82%）: I'' "I u 'J 11 " 11 u in 11.11 .11- J1 1 1.1.nil min .11 1 iij 1 .11. .11.17-ih 典化華小:n. 16 51in99. 67a>. q50093.596,1997, S73.7H5. H的一 5（1）已知SO的氧化是放熱反應(yīng)，如何利用表中數(shù)

19、據(jù)推斷此結(jié)論？ ;（2）在 400 C500 C時(shí)，SO的催化氧化采用常壓而不是高壓，主要原因是(2)增大壓強(qiáng)對(duì)提高 SO的轉(zhuǎn)化率無(wú)顯著影響，反而會(huì)增加成本(2分)否(1分) 否(1分)(4)98%濃硫酸(1分)【解析】(1)從題中表格數(shù)據(jù)可以看出同一壓強(qiáng)下SO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而降低，說(shuō)明可逆反應(yīng)2SQ+Q擔(dān)”2SO正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)。(2)從表中數(shù)據(jù)可以看出 400 C500 C, 10 MPa時(shí)，SO轉(zhuǎn)化率為99.3%99.9%,可是常壓下SO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，壓強(qiáng)增大 100倍，轉(zhuǎn)化率提高得并不明顯，反而需要增大設(shè)備強(qiáng) 度，增加投資，降低企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。(3)催化劑可以縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，

20、但不可以使平衡發(fā)生移動(dòng)，故不能提高SO的轉(zhuǎn)化率，也不能增大反應(yīng)放出的熱量。(4)因?yàn)镾O+HaO =WSQ反應(yīng)放出大量的熱，產(chǎn)生的酸霧阻止SQ的吸收，所以實(shí)際生產(chǎn)中用98.3%的濃H2SO吸收SO。9.(8分)硫酸最古老的生產(chǎn)方法是把綠磯裝入反應(yīng)器中加強(qiáng)熱，會(huì)流出油狀液體，并放出有刺激性氣味的氣體(SO),反應(yīng)器中的同體變?yōu)榧t色。(1)寫出這種方法中綠磯轉(zhuǎn)化為硫酸的兩個(gè)化學(xué)方程式： ;。(2)與現(xiàn)代以硫黃為主要原料生產(chǎn)硫酸的方法相比，這種古老的生產(chǎn)硫酸法存在若干不足，試從原料的利用率、環(huán)境保護(hù)、生產(chǎn)原理等方面加以說(shuō)明。9.(1)2FeSO4 7H2。 14H2O +Fe2O3+SOT +SQT

21、 ( 3 分)SO3+ H2O=HSO (2 分)(2) FeSO 4 7H2O中的硫元素僅有 50%?；癁?SO,原料利用率低，生成的SO污染環(huán)境。(3分)【解析】綠磯的組成為FeSO-7H2O,其中鐵的化合價(jià)是 +2、硫的化合價(jià)是+6。題中指出，加強(qiáng)熱后容器內(nèi)生成了紅色固體，這說(shuō)明有Fe2O3生成。在 FeSO 7H28 Fe 2c3的變化中鐵元素被氧化，則必有+6價(jià)的硫元素被還原。在此基礎(chǔ)上運(yùn)用質(zhì)量守恒原理和氧化還原反應(yīng)原理進(jìn) 行分析判斷，即可寫出 FeSO 7H28 Fe 2Q的完整的化學(xué)方程式。B組(課后拓展)1.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

22、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3.6X105kJ 能量。請(qǐng)通過(guò)計(jì)算判斷，若反應(yīng)：SO2(g)+1/2O 2(g)=SO3(g) AH= 98.3kJ mol1;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)1t 98%硫酸只需外界提供(或可向外界輸出)kJ能量；CuFeS2是黃鐵礦的另一成分，煨燒時(shí)，CuFeS轉(zhuǎn)化為CuQ Fe2O3和SO,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(4)由硫酸廠沸騰爐排

23、出的礦渣中含有FeQ、CuQ CuSO(由CuO與SO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/c600620640660礦渣中CuSO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 9.39.29.08.4已知CuSO在低于660c時(shí)不會(huì)分解，請(qǐng)簡(jiǎn)要分析上表中CuSO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而降低的原因 。1.(1)C(3 分)(2)輸出 6. 23X 105kJ 能量 (4 分)(3)4CuFeS2+13Q=4CuO+2FeC3+8SO(4 分)(4)SO2轉(zhuǎn)化為SO是正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng)，隨溫度升高，平衡逆移，SQ物質(zhì)的量減少，所以CuSO的量減少(或溫度升高，SO物質(zhì)的量減少，

24、故 CuSO的量減少)(4分)【解析】本題考查化學(xué)反應(yīng)原理在硫酸工業(yè)中的應(yīng)用，如：根據(jù)熱化學(xué)方程式的計(jì)算，氧化還 原反應(yīng)方程式的配平，溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響。(1)硫酸工廠是高耗能高污染的化工企業(yè)，不能選在 B.風(fēng)光秀麗的旅游城市和 D.人口稠密的 文化、商業(yè)中心城市；由于硫酸運(yùn)輸成本較高，黃鐵礦石運(yùn)輸成本較低所以宜選在C.消耗硫酸甚多的工業(yè)城市。(2)生產(chǎn)1t98%硫酸即104molH2SQ,有104molSQ參與反應(yīng)，根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算得知，此時(shí)放出9.83 X 10 5kJ熱量，而生產(chǎn)1t 98%硫酸需消耗3.6 X105kj能量，所以還可輸出6.23 X 10 5kJ 能量。(3)已知

25、反應(yīng)物和產(chǎn)物，不難寫出化學(xué)方程式，配平時(shí)，注意CuFeS中Cu. Fe、S原子個(gè)數(shù)比為 1: 1: 2。(4)由題意可知，CuSO是SO和CuO化合生成，既然其質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，說(shuō)明溫度升高時(shí)，SO減少或CuO減少。聯(lián)系我們學(xué)過(guò)的知識(shí)，可知 SO轉(zhuǎn)化為SO是正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng)，隨溫度 升高，平衡逆向移動(dòng)，SO物質(zhì)的量減少，所以 CuSO的量減少。2.以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖如下：催化劑 HUH 心 催化劑1喇接觸室H.SO.尾吒吸收塔供稀薜 用麻酸n高溫(1)將燃燒黃鐵礦的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整4+11Q m2Fe2Q+8SO(2)接觸室中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。(3)依據(jù)工藝流程圖判斷

26、下列說(shuō)法正確的是(選填序號(hào)字母)。a.為使黃鐵礦充分燃燒，需將其粉碎b.過(guò)量空氣能提高 SO的轉(zhuǎn)化率c.使用催化劑能提高SO的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率d.沸騰爐排出的礦渣可供煉鐵(4)吸收塔排出的尾氣先用氨水吸收，再用濃硫酸處理，得到較高濃度的SO和俊鹽。SO2既可作為生產(chǎn)硫酸的原料循環(huán)再利用，也可用于工業(yè)制澳過(guò)程中吸收潮濕空氣中的Br2。so吸收Br2的離子方程式是。2 .(1)FeS 2(2)2SOz+Q"2SO (3)abd_ ._- 1(4)SO 3(g) + H2O(l)=H 2SO(l)AH=- 133kJ mol(5)SO 2+Br2+2HO=4l+2Br +SO2【解析】本題考查接觸法制硫酸的工藝流程。(1)由元素守恒知，橫線處的物質(zhì)必需有鐵和硫兩種元素，且個(gè)數(shù)比為1:2;所以答案為：FeS2(2)接觸室中是二氧化硫的催化氧化反應(yīng)，答案為：2SQ+Q占2SQ。(3)由沸騰爐的名字知，在此反應(yīng)的物質(zhì)必須是很小的顆粒，以保證其充分反應(yīng)，a正確；因2SQ+Q堂2SQ反應(yīng)是可逆反應(yīng)，增加氧氣的量有利于平衡右移，b正確；催化劑對(duì)平衡移動(dòng)無(wú)影響，c錯(cuò)；沸騰爐中的爐渣有氧化鐵，所以爐渣可以用來(lái)煉鐵，d正確；答案為：abd。(4)澳單質(zhì)能氧化二氧化硫，二者的反應(yīng)為SO+Br2+2H2O=4H+2BL+ SO2，3 .硫