Question

硫酸工業生產應考慮綜合經濟效益問題。
（1）據測算，接觸法制硫酸過程中，若反應熱都未被利用，則每生產1 t 98%的硫酸需消耗3.6×10⁵ kJ的熱量。請通過計算判斷，若反應SO₂(g)+O₂（g）SO₃；ΔH="-98.3" kJ·mol^-1放出的熱量能在生產過程中得到充分利用，則每生產1 t 98%的硫酸只需外界提供（或可向外界輸出）多少千焦熱量？（H₂SO₄的摩爾質量為98 g·mol^-1）
（2）CuFeS₂是黃鐵礦的另一成分，燃燒時，CuFeS₂轉化為CuO、Fe₂O₃和SO₂，該反應的化學方程式為                            。
（3）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），其中硫酸銅的質量分數隨沸騰爐溫度的不同而變化（見下表）。

沸騰爐溫度/℃	600	620	640	660
礦渣中CuSO4的質量分數/%	9.3	9.2	9.0	8.4

已知CuSO₄在低于660 ℃時不會分解，請簡要分析上表中CuSO₄的質量分數隨溫度升高而降低的原因                                  。

Answer 1

（1）6.23×10⁵ kJ的熱量
（2）4CuFeS₂+13O₂4CuO+2Fe₂O₃+8SO₂
（3）SO₂轉化為SO₃是正反應放熱的可逆反應，隨溫度的升高，平衡向逆反應方向移動，SO₃的物質的量減少，所以CuSO₄的量減少

（1）SO₂~SO₃~H₂SO₄                 放出的熱量
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
所以可向外界輸出6.23×10⁵ kJ的熱量
（2）4CuFeS₂+13O₂4CuO+2Fe₂O₃+8SO₂
（3）SO₂轉化為SO₃是正反應放熱的可逆反應，隨溫度的升高，平衡向逆反應方向移動，SO₃的物質的量減少，所以CuSO₄的量減少