Question

9．硫铁矿又称黄铁矿，是生产硫酸的原料，其主要成分为FeS₂．850℃～950℃时，空气中煅烧，可能发生下列反应（设空气中N₂与0₂体积比为4：1）：4FeS₂+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）设1t纯净的FeS₂完全反应，产生标准状况下SO_2373.3m³．
（3）为使FeS₂煅烧完全生成Fe₂0₃，工业上使用过量空气，当空气过量20%时，所得炉气中S0₂的体积分数为多少12.7%？

Answer 1

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）根据方程式计算生成二氧化硫的体积；
（3）假设FeS₂为4mol，为使FeS₂煅烧完全生成Fe₂O₃，发生反应4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂，利用方程式计算参加反应氧气、生成的二氧化硫以及气体物质的量减少的物质的量，进而计算通入的空气、反应后混合气体总物质的量，进而计算二氧化硫体积分数．

解答 解：（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，故FeS₂的质量分数=$\frac{35%}{\frac{64}{120}}$=65.6%，
故答案为：65.6%；
（2）4FeS₂ +11O₂=2Fe₂O₃ +8SO₂
 4×120g                8×22.4L
 1×10⁶g                   V
V=$\frac{8×22.4L×1{0}^{6}g}{4×120g}$=3.733×10⁵L=373.3m³，
故答案为：373.3；
（3）假设FeS₂为4mol，则：
4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂ 气体物质的量减少
4      11         8        3
4mol   11mol     8mol     3mol
氧气过量20%，则通入氧气为11mol×（1+20%）=13.2，空气的物质的量为$\frac{13.2mol}{20%}$=66mol，故反应后混合气体总物质的量=66mol-3mol=63mol，
故所得炉气中SO₂的体积分数=$\frac{8mol}{63mol}$×100%=12.7%，
故答案为：12.7%．

点评 本题考查化学反应的计算，把握方程式计算、守恒计算等为解答的关键，计算量较大，过程比较复杂，综合考查学生分析解决问题的能力，对学生的心理素质有较高的要求，题目难度中等