硫铁矿又称黄铁矿.是生产硫酸的原料.其主要成分为FeS2.850℃-900℃时.硫铁矿在氧气中煅烧.可能发生下列反应(假设空气中的N2和O2体积比为4:1)①3FeS2+8O2→Fe3O4+6SO2 ②4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2(1)含硫35%的硫铁矿样品.其FeS2的含量为65.6%．(2)某硫酸厂每天用含FeS260%的硫铁矿500t生产硫酸.如果在沸腾炉内损失5%� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

11．硫铁矿又称黄铁矿，是生产硫酸的原料，其主要成分为FeS₂.850℃～900℃时，硫铁矿在氧气中煅烧，可能发生下列反应（假设空气中的N₂和O₂体积比为4：1）
①3FeS₂+8O₂→Fe₃O₄+6SO₂ ②4FeS₂+11O₂→2Fe₂O₃+8SO₂
（1）含硫35%的硫铁矿样品（杂质不含硫），其FeS₂的含量为65.6%．
（2）某硫酸厂每天用含FeS₂60%的硫铁矿500t生产硫酸，如果在沸腾炉内损失5%的硫，SO₂的转化率为90%．每天能生产98%的硫酸427.5t吨
（3）硫铁矿煅烧过程中空气用量不同时，发生反应和生成炉气中SO₂含量也不同，含FeS₂ 72%的硫铁矿在空气中煅烧并按反应①完全反应，列式计算炉气中的SO₂的体积分数最大为多少？
（4）为确保SO₂转化为SO₃的转化率，某硫酸厂使用富氧空气（空气中加纯氧）煅烧硫铁矿，炉气中SO₂和O₂的体积分数分别达到11%和9%，FeS₂完全转化为Fe₂O₃，列式计算富氧空气中的氧气体积分数为多少？

分析（1）FeS₂的质量分数×FeS₂中S元素质量分数=硫铁矿样品中S元素质量分数；
（2）由硫元素守恒，可得关系式：2H₂SO₄～FeS₂，把每一步的利用率、损失率都转化为FeS₂的利用率，再结合关系式计算；
（3）设FeS₂为1 mol，计算完全煅烧需要的n（O₂）、生成的n（SO₂），结合空气中氧气含量计算所需空气物质的量，计算炉气的物质的量，进而计算SO₂体积分数；
（4）设炉气为100mol，则SO₂为11mol、O₂为9mol，氮气为100mol-11mol-9mol=80mol，根据4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂计算消耗氧气物质的量，进而是计算富氧空气中的氧气体积分数．

解答解：（1）硫铁矿中硫元素含量=FeS₂的含量×FeS₂中S元素质量分数，则w（FeS₂）×$\frac{64}{120}$=35%，解得w（FeS₂）=65.6%，
故答案为：65.6%；
（2）设可得98%的浓硫酸的质量为x，根据硫守恒得：
   2H₂SO₄～FeS₂
2×98t       120t
98%x    500t×60%×（1-5%）×90%
$\frac{2×98t}{98%x}=\frac{120t}{500t×60%×（1-5%）×90%}$
解之得：x=427.5t，
故答案为：427.5t；
（3）设FeS₂为1 mol，由3FeS₂+8O₂→Fe₃O₄+6SO₂ 可知，完全煅烧需要的n（O₂）=1mol×$\frac{8}{3}$，生成n（SO₂）=2 mol，需要空气物质的量n（空气）=$\frac{8}{3}$mol÷0.2=$\frac{40}{3}$mol，反应炉气物质的量为2mol+$\frac{40}{3}$mol×$\frac{4}{5}$=$\frac{38}{3}$mol，则炉气中SO₂最大体积分数：SO₂%=$\frac{2mol}{\frac{38}{3}mol}$×100%=15.8%，
答：所得炉气中SO₂的体积分数为15.8%；
（4）设炉气为100mol，则SO₂为11mol、O₂为9mol，氮气为100mol-11mol-9mol=80mol，根据4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂可知，消耗氧气为11mol×$\frac{11}{8}$，故富氧空气中的氧气物质的量为11mol×$\frac{11}{8}$+9mol=$\frac{193mol}{8}$，则富氧空气中的氧气的体积分数为：$\frac{\frac{193}{8}mol}{\frac{193mol}{8}+80mol}$×100%=23.2%，
答：富氧空气中的氧气体积分数为23.2%．

点评本题考查化学方程式计算，侧重考查学生的分析计算能力，题目计算量大、过程复杂，为易错题目，注意赋值法的应用，难度中等．

练习册系列答案

相关题目

15．下列氧化还原反应中，水作为还原剂的是（　　）

	A．	3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂		B．	3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO
	C．	2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑		D．	2F₂+2H₂O═4HF+O₂

2．下列物质中，不能使酸性KMnO₄溶液褪色的物质是（　　）
①

②乙烯③SO₂ ④氯乙烯
⑤CH₂═CH-COOH ⑥苯 ⑦聚乙烯．

19．工业上由钛铁矿（主要成份为FeTiO₃，含Fe₂O₃、SiO₂等杂质）制备TiO₂的有关反应包括：
酸溶 FeTiO₃（s）+2H₂SO₄（aq）=FeSO₄（aq）+TiOSO₄（aq）+2H₂O（l）
水解 TiOSO₄（aq）+2H₂O（l）$\frac{\underline{\;90℃\;}}{\;}$ H₂TiO₃（s）+H₂SO₄（aq）
简要工艺流程如下：

回答下列问题：
（1）FeTiO₃中铁的化合价为+2．
（2）试剂A为铁粉．
（3）钛液Ⅰ需冷却至70℃左右，若温度过高会导致产品TiO₂产率降低，原因是由于TiOSO₄容易水解，若温度过高，则会有较多的TiOSO₄水解为固体H₂TiO₃，而经过滤进入FeSO₄•7H₂O中，导致TiO₂产率降低．
（4）取少量酸洗后的H₂TiO₃，加入盐酸并振荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H₂O₂后出现微红色，说明H₂TiO₃中存在的杂质离子是Fe²⁺．这种H₂TiO₃即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO₂也会发黄，发黄的杂质是Fe₂O₃（填化学式）．

6．通过资源化利用的方式将CO₂转化为具有工业应用价值的产品，是一种较为理想的减排方式．

（1）图是CO₂电催化还原为CH₄的工作原理示意图．回答下列问题：
①一段时间后，②池中溶液的pH降低．（填“升高”、“降低”或“不变”）②一段时间后，①池中n（KHCO₃）减少的原因是电解池的阴极上发生二氧化碳得电子的还原反应，即CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O，一段时间后，氢离子减小，氢氧根浓度增大，氢氧根会和①池中的碳酸氢钾反应，所以n（KHCO₃）会减小（用有关的方程式和简要的文字说明）．
③铜电极的电极反应式为CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O．
（2）高温电解技术能高效实现下面反应：+HO$\frac{\underline{\;电解\;}}{高温}$+H+O
该反应的工作原理示意如图：写出CO₂在电极a放电的反应式CO₂+2e^-═CO+O^2-．

16．

醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验装置如下：
可能用到的有关数据如下：

	相对分子质量	密度（g/cm³）	沸点/℃	溶解性
环己醇	100	0.9618	161	微溶于水
环己烯	82	0.8102	83	难溶于水

合成反应：
在a中加入20g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1mL浓硫酸．b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90℃．
分离提纯：
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙
颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙．最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g．
回答下列问题：
（1）装置a的名称是圆底烧瓶．
（2）加入碎瓷片的作用是防止暴沸；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作是B（填正确答案标号）．A．立即补加 B．冷却后补加 C．不需补加 D．重新配料
（3）分液漏斗在使用前须清洗干净并检漏；在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的上口倒出（填“上口倒出”或“下口放出”）．
（4）分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是吸收水．
（5）在环己烯粗产物蒸馏过程中，可能用到的仪器有ABE（填正确答案标号）．
A．圆底烧瓶 B．温度计 C．漏斗 D．球形冷凝管 E．接收器
（6）本实验所得到的环己烯产率是61%．（保留两位有效数字）

3．下列各组离子在溶液中一定能大量共存的是（　　）

	A．	pH=0的溶液：K⁺、Ca²⁺、HCO₃^-、NO₃^-
	B．	存在较多的Na⁺、SO₄^2-、OH^-、的溶液中：Mg²⁺、Ba²⁺、Br^-
	C．	使紫色石蕊变蓝的溶液：K⁺、Na⁺、CH₃COO^-、SO₄^2-
	D．	由水电离出的c（H⁺）为1×10^-10 mol/L溶液中：K⁺、Fe²⁺、SO₄^2-、NO₃^-

20．制备金属钠的化学方程式：2NaCl$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑．

1．区别稀盐酸和氯化钠溶液应选用的方法是（　　）

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