Question

某工厂以黄铁矿（主要成分FeS₂）为原料生产硫酸设空气中氧气的气体体积分数为0.2，如果该厂生产98%的浓硫酸100t．不考虑其它各生产阶段的物料损失．试完成下列问题：
（1）写出黄铁矿在沸腾炉中燃烧的化学方程式：

 

．
（2）需要含FeS₂60%的矿石质量是

 

t．
（3）最少需要消耗空气的体积（标准状况）为多少m³

 

．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）黄铁矿在沸腾炉中燃烧生成二氧化硫和氧化铁；
（2）根据S元素守恒，利用H₂SO₄中硫元素质量分数计算；
（3）根据反应中发生的方程式：4FeS₂+11O₂

高温  .

8SO₂+2Fe₂O₃、2SO₂+O₂

催化剂 .

△

2SO₃，计算耗氧量．

解答： 解：（1）黄铁矿在沸腾炉中燃烧生成二氧化硫和氧化铁，其反应的方程式为：4FeS₂+11O₂

高温  .

8SO₂+2Fe₂O₃，
故答案为：4FeS₂+11O₂

高温  .

8SO₂+2Fe₂O₃；
（2）根据S元素守恒，结合H₂SO₄中硫元素质量分数，可知该厂生产98%的硫酸100t，设含FeS₂60%的矿石质量是xt，
     FeS₂ ～2SO₂ ～2SO₃～2H₂SO₄
     120                     2×98
     60%?x                  100t×98% 
则

120

60%?x

=

2×98

100t×98%

，解得x=100，
故答案为：100；
（3）已知反应中发生的方程式：4FeS₂+11O₂

高温  .

8SO₂+2Fe₂O₃、2SO₂+O₂

催化剂 .

△

2SO₃，
则 1molFeS₂生成2molSO₃消耗氧气为（

11

4

+1）=3.75mol，
已知m（FeS₂）=100t×60%=60t，则n（FeS₂）=

60×106g

120g/mol

=5×10⁵mol，
则n（O₂）=5×10⁵mol×3.75=18.75×10⁵mol，
V（O₂）=18.75×10⁵mol×22.4L/mol=4.2×10⁷L=4.2×10⁴m³，
所以空气的体积为

4.2×104

0.2

=2.1×10⁵m³；
故答案为：2.1×10⁵m³．

点评：本题以硫酸工业为载体，考查根据方程式计算，侧重于考查学生的计算能力，题目难度中等．