题目内容
硫铁矿又称黄铁矿（主要成分FeS2，杂质不含硫元素），是地壳中分布最广的硫化物．因其浅黄的颜色和明亮的金属光泽，常被误认为是黄金，故又称“愚人金”．工业上硫铁矿主要用于接触法制造硫酸，其反应原理为：①FeS2高温下与O2反应生成SO2②SO2在催化剂作用下与O2反应生成SO3③SO3与水反应生成H2SO4．
（1）若1.00吨 SO2与O2的混合气体中含SO2 0.40吨，在一定条件下发生反应②，有80%的SO2发生转化，则反应后混合气体中SO3的质量分数是 ．
（2）现用80吨硫矿铁制硫酸，最后生产出100吨98%的硫酸．若反应过程中硫元素的损失率为5%，则硫铁矿中FeS2的质量分数为 ．
（3）在浓硫酸中继续溶解SO3后所形成的液体称发烟硫酸，其浓度通常以游离的SO3含量来表示，如20%的发烟硫酸即表示在硫酸中含有20%的SO3．现有1L含SO330%的发烟硫酸（密度为1.95g/cm3），要把它稀释成质量分数为95%的浓硫酸，需加水约多少？（写出计算过程）
（4）已知850℃～900℃时，硫铁矿在氧气中煅烧，可能发生下列反应：①3FeS2+8O2→Fe3O4+6SO2②4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2 为使FeS2煅烧完全生成Fe2O3，工业上使用过量氧气，当氧气过量20%时，求得炉气中SO2的体积分数．（写出计算过程）
（5）将480g纯净的FeS2在氧气中完全反应，若得到固体中n（Fe）：n（O）=4：a，此时消耗氧气b mol，试写出b与a的关系式 ．
（1）若1.00吨 SO2与O2的混合气体中含SO2 0.40吨，在一定条件下发生反应②，有80%的SO2发生转化，则反应后混合气体中SO3的质量分数是
（2）现用80吨硫矿铁制硫酸，最后生产出100吨98%的硫酸．若反应过程中硫元素的损失率为5%，则硫铁矿中FeS2的质量分数为
（3）在浓硫酸中继续溶解SO3后所形成的液体称发烟硫酸，其浓度通常以游离的SO3含量来表示，如20%的发烟硫酸即表示在硫酸中含有20%的SO3．现有1L含SO330%的发烟硫酸（密度为1.95g/cm3），要把它稀释成质量分数为95%的浓硫酸，需加水约多少？（写出计算过程）
（4）已知850℃～900℃时，硫铁矿在氧气中煅烧，可能发生下列反应：①3FeS2+8O2→Fe3O4+6SO2②4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2 为使FeS2煅烧完全生成Fe2O3，工业上使用过量氧气，当氧气过量20%时，求得炉气中SO2的体积分数．（写出计算过程）
（5）将480g纯净的FeS2在氧气中完全反应，若得到固体中n（Fe）：n（O）=4：a，此时消耗氧气b mol，试写出b与a的关系式
考点：化学方程式的有关计算
专题：计算题
分析：（1）计算参加反应的二氧化硫，根据方程式2SO2 +O2 =2SO3计算生成SO3的质量，由质量守恒定律可知，反应后混合气体的总质量为1t，再根据质量分数定义计算；
（2）令硫铁矿中FeS2的质量分数为a，则80吨硫矿铁中FeS2的质量为0.8a 吨，根据硫元素守恒，反应的关系式为：FeS2～2H2SO4，据此利用关系式列式计算；
（3）计算1L含SO330%的发烟硫酸中SO3的质量、硫酸的质量；根据方程式SO3 +H2O=H2SO4计算反应生成的硫酸质量，进而计算加水后硫酸总质量，设需要加入水的质量为yg，结合质量分数列方程计算；
（4）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，进而计算通入的氧气、反应后混合气体总物质的量，进而计算二氧化硫体积分数；
（5）计算480g纯净的FeS2的物质的量，根据反应前后原子守恒计算．
（2）令硫铁矿中FeS2的质量分数为a，则80吨硫矿铁中FeS2的质量为0.8a 吨，根据硫元素守恒，反应的关系式为：FeS2～2H2SO4，据此利用关系式列式计算；
（3）计算1L含SO330%的发烟硫酸中SO3的质量、硫酸的质量；根据方程式SO3 +H2O=H2SO4计算反应生成的硫酸质量，进而计算加水后硫酸总质量，设需要加入水的质量为yg，结合质量分数列方程计算；
（4）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，进而计算通入的氧气、反应后混合气体总物质的量，进而计算二氧化硫体积分数；
（5）计算480g纯净的FeS2的物质的量，根据反应前后原子守恒计算．
解答：
解：（1）在一定条件下反应，有80%的SO2发生转化，因此参加反应的二氧化硫是：0.40t×80%=0.32t，设生成三氧化硫的质量为x，则：
2SO2 +O2 =2SO3
2×64 2×80
0.32t x
所以x=
x=0.4t
由质量守恒定律可知，反应后混合气体的总质量为1t，故反应后混合气体中SO3的质量分数=
=40%，
故答案为：40%；
（2）令硫铁矿中FeS2的质量分数为a，则80吨硫矿铁中FeS2的质量为0.8a 吨，则：
FeS2 ～～～～～～～～2H2SO4
120t 2×98t
0.8a t×（1-5%） 100t×98%
所以，120t：2×98t=0.8a t×（1-5%）：100t×98%
解之得：a=78.95%，
故答案为：78.95%；
（3）1L含SO330%的发烟硫酸（密度为1.95g/cm3），其质量=1000cm3×1.95g/cm3=1950g，其中SO3的质量=1950g×30%，硫酸的质量为1950g×70%，则：
SO3 +H2O=H2SO4
80 98
1950g×30% m（H2SO4）
故m（H2SO4）=
故加水后硫酸的总质量=
+1950g×70%，
设需要加入水的质量为yg，则：（1950g+y g）×95%=
+1950g×70%，
解得y=241.2，
答：需要加水约241.2g；
（4）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，故反应后混合气体总物质的量=13.2mol-3mol=10.2mol，故所得炉气中SO2的体积分数=
×100%=78.4%，
答：所得炉气中SO2的体积分数为78.4%．
（5）480g纯净的FeS2的物质的量为
=4mol，则n（Fe）=4mol，n（S）=8mol，
得到固体中n（Fe）：n（O）=4：a，则固体中n（O）=a，
反应后生成n（SO2）=8mol，消耗n（O2）=bmol，
根据反应前后氧原子守恒：b×2=a+8×2，则b=0.5a+8，
故答案为：b=0.5a+8．
2SO2 +O2 =2SO3
2×64 2×80
0.32t x
所以x=
| 2×64 |
| 0.32t |
由质量守恒定律可知，反应后混合气体的总质量为1t，故反应后混合气体中SO3的质量分数=
| 0.4t |
| 1t |
故答案为：40%；
（2）令硫铁矿中FeS2的质量分数为a，则80吨硫矿铁中FeS2的质量为0.8a 吨，则：
FeS2 ～～～～～～～～2H2SO4
120t 2×98t
0.8a t×（1-5%） 100t×98%
所以，120t：2×98t=0.8a t×（1-5%）：100t×98%
解之得：a=78.95%，
故答案为：78.95%；
（3）1L含SO330%的发烟硫酸（密度为1.95g/cm3），其质量=1000cm3×1.95g/cm3=1950g，其中SO3的质量=1950g×30%，硫酸的质量为1950g×70%，则：
SO3 +H2O=H2SO4
80 98
1950g×30% m（H2SO4）
故m（H2SO4）=
| 98×1950g×30% |
| 80 |
故加水后硫酸的总质量=
| 98×1950g×30% |
| 80 |
设需要加入水的质量为yg，则：（1950g+y g）×95%=
| 98×1950g×30% |
| 80 |
解得y=241.2，
答：需要加水约241.2g；
（4）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，故反应后混合气体总物质的量=13.2mol-3mol=10.2mol，故所得炉气中SO2的体积分数=
| 8mol |
| 10.2mol |
答：所得炉气中SO2的体积分数为78.4%．
（5）480g纯净的FeS2的物质的量为
| 480g |
| 120g/mol |
得到固体中n（Fe）：n（O）=4：a，则固体中n（O）=a，
反应后生成n（SO2）=8mol，消耗n（O2）=bmol，
根据反应前后氧原子守恒：b×2=a+8×2，则b=0.5a+8，
故答案为：b=0.5a+8．
点评：本题考查化学计算，涉及根据方程式计算、守恒计算等，题目属于拼合型，题量大、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，难度中等．
练习册系列答案
相关题目
下列各组物质之间能发生置换反应的是（ ）
| A、CO通入灼热的三氧化二铁 |
| B、氯气通入碘化钠溶液中 |
| C、碘水加入溴化钠溶液中 |
| D、溴水加入氯化钠镕液中 |
下列反应达到平衡后，增大压强或升高温度，平衡都向正反应方向移动的是（ ）
| A、2NO2?N2O4 （正反应为放热反应） |
| B、3O2?2O3 （正反应为吸热反应） |
| C、H2（g）+I2（g）?2HI（g） （正反应为放热反应） |
| D、NH4HCO3（S）?NH3（g）+H2O（g）+CO2（g） （正反应为吸热反应） |
下列有关化学表达正确的是（ ）
A、CS2的比例模型： |
B、铍原子最外层的电子云图： |
C、乙醇的球棍模型： |
D、氮原子最外层轨道表示式： |
用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（ ）
| A、标准状况下，2.24 L H2O所含分子数为0.1NA |
| B、4.4gCO2中氧分子的个数为0.1NA |
| C、78g Na2O2固体中Na+的个数目为NA |
| D、2.3gNa完全燃烧后失去电子的个数为0.1NA |
NA为阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是（ ）
| A、1L 1mol/L的HCl溶液中所含氯化氢分子数为NA |
| B、标准状况下，22.4L SO3所含分子数为NA |
| C、0.1mol Cl2与过量稀NaOH溶液反应，转移的电子总数为0.2NA |
| D、1mol过氧化钠中阴离子所带电荷数为2NA |