Question

7．工业上用硫铁矿石（主要成分FeS₂）在沸腾炉中焙烧，经过一系列反应，得到硫酸．焙烧后的矿渣用于炼铁．其转化过程如图（部分条件和产物已略去）．

请回答下列问题：
（1）上图出现的含硫元素的物质中，属于氧化物的有SO₂、SO₃（填化学式）．
（2）FeS₂中的铁元素是+2价，硫元素的化合价为-1．
（3）写出②处炼铁的化学方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．若用2000t含杂质30%的矿渣炼铁，理论上可得到含铁98%的生铁质量为1000 t．

Answer 1

分析 （1）根据氧化物的概念：氧化物中只有两种元素且是含有氧元素的化合物，进行分析解答；
（2）根据在化合物中正负化合价代数和为零，结合FeS₂的化学式进行解答本题；
（3）根据炼铁的反应原理可知，结合化学方程式的书写方法、步骤，写出炼铁反应的化学方程式即可．由矿渣的质量、杂质的质量分数、生铁中铁的质量分数，根据炼铁的化学方程式可以列式计算出炼出生铁的质量．

解答 解：（1）图中出现的含硫元素的物质中，SO₂、SO₃是由两种元素组成的且有一种是氧元素的化合物，均属于氧化物；H₂SO₄是由氢、硫、氧三种元素组成的化合物，不属于氧化物；
（2）铁氧元素显+2，设硫元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可知FeS₂中硫元素的化合价：（+2）+2x=0，则x=-1；
（3）工业上炼铁是用还原剂一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
设理论上可炼出含铁98%的生铁质量为x．
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3CO₂+2Fe
160                   112
2000t×（1-30%）      98%x
$\frac{160}{2000t×（1-30%）}$=$\frac{112}{98%x}$
      x=1000t．
故答案为：（1）SO₂、SO₃；
（2）-1；
（3）3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；1000．

点评 本题难度不大，掌握氧化物的特征、利用化合价的原则计算指定元素的化合价的方法、化学方程式的书写方法、含杂质物质的化学方程式的计算等是正确解答本题的关键．