硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。 (1)据测算,接触法制硫

硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。

(1)据测算,接触法制硫酸过程中,若反应热都未被利用,则每生产1 t 98%的硫酸需消耗3.6×105 kJ的热量。请通过计算判断,若反应SO2(g)+O2(g)SO3;ΔH=-98.3 kJ·mol-1放出的热量能在生产过程中得到充分利用,则每生产1 t 98%的硫酸只需外界提供(或可向外界输出)多少千焦热量?(H2SO4的摩尔质量为98 g·mol-1

(2)CuFeS2是黄铁矿的另一成分,燃烧时,CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2,该反应的化学方程式为                            

(3)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),其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度的不同而变化(见下表)。

沸腾炉温度/℃

600

620

640

660

矿渣中CuSO4的质量分数/%

9.3

9.2

9.0

8.4

已知CuSO4在低于660 ℃时不会分解,请简要分析上表中CuSO4的质量分数随温度升高而降低的原因                                  

答案

(1)6.23×105 kJ的热量

(2)4CuFeS2+13O24CuO+2Fe2O3+8SO2

(3)SO2转化为SO3是正反应放热的可逆反应,随温度的升高,平衡向逆反应方向移动,SO3的物质的量减少,所以CuSO4的量减少


解析:

(1)SO2~SO3~H2SO4                  放出的热量

98 g              98.3 kJ

1×106×98% g      x

=

x=9.83×105 kJ

9.83×105 kJ-3.6×105 kJ=6.23×105 kJ

所以可向外界输出6.23×105 kJ的热量

(2)4CuFeS2+13O24CuO+2Fe2O3+8SO2

(3)SO2转化为SO3是正反应放热的可逆反应,随温度的升高,平衡向逆反应方向移动,SO3的物质的量减少,所以CuSO4的量减少

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