黄铁矿主要成分是FeS2.某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时.取0.100 0 g样品在空气中充分灼烧.将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后.用浓度为0.020 0 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点.消耗K2Cr2O7溶液25.00 mL.已知:SO2+2Fe3++2H2O+2Fe2++4H++6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O(1 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

黄铁矿主要成分是FeS₂。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取0.100 0 g样品在空气中充分灼烧，将生成的SO₂气体与足量Fe₂(SO₄)₃溶液完全反应后，用浓度为0.020 0 mol·L^-1的K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至终点，消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00 mL。

已知：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O+2Fe²⁺+4H⁺

+6Fe²⁺+14H⁺2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

(1)求样品中FeS₂的质量分数(假设杂质不参加反应)。

(2)煅烧10 t上述黄铁矿，则理论上产生标准状况下的SO₂的体积为多少升?可制得98％的硫酸质量多少吨?

(1)90.0%

(2)3.4×10⁶ L 15 t

解析：本题主要考查关系式法计算。

(1)关系式：FeS₂—2SO₂—4Fe²⁺—

120 g mol

m(FeS₂) 0.020 0 mol·L^-1×0.025 00 L

m(FeS₂)=0.090 00 g

w(FeS₂)=×100%=90.0%

(2) FeS₂ — 2SO₂ — 2H₂SO₄

120 g 44.8 L 196×10^-6 t

10×10⁶ g×90.0% V(SO₂) m(H₂SO₄)

V(SO₂)=3.4×10⁶ L m(H₂SO₄)=15 t

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（1）操作Ⅰ与操作Ⅱ中都用到玻璃棒，玻璃棒在两种操作中的作用分别是

（供选择使用的有：铝粉、空气、浓HNO₃）；其作用是

作氧化剂，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺

．
（3）上述步骤中需用到氨气．下列装置可用于实验室制氨气的是

（填序号）．

（4）检验溶液Z中含有N

的方法是

取少量溶液Z置于试管中，滴加过量浓NaOH溶液并微热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝色，证明含有NH₄⁺

．
（5）查阅资料知，在不同温度下Fe₂O₃被CO还原，产物可能为Fe₃O₄、FeO或Fe，固体质量与反应温度的关系如下图所示．

根据图象推断670℃时Fe₂O₃还原产物的化学式为

FeO

，并设计一个简单的实验，证明该还原产物的成分（简述实验操作、现象和结论）．

取少量还原产物置于试管中，加入过量稀硫酸（或稀盐酸），固体完全溶解且无气泡产生；再向其中滴加KSCN溶液，溶液不变色；最后滴加H₂O₂溶液，溶液变红色，证明还原产物为FeO．

．仪器自选．可供选择的试剂：稀H₂SO₄、稀盐酸、H₂O₂溶液、NaOH溶液、KSCN溶液．

（14分）铁是一种过渡元素，金属铁是最常用的金属。请回答下列各题：
（1）生铁中含有一种铁碳化合物(Fe₃C)，在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体和能使澄清石灰水变浑浊的气体，该反应的化学方程式为                     。上述反应生成的磁性固体能溶于过量盐酸，该反应的离子方程式为                  。
（2）在Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用下，可实现2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄的转化。已知，含SO₂的废气通入Fe²⁺、Fe³⁺的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe²⁺+ O₂+ 4H⁺= 4Fe³⁺+ 2H₂O，则另一反应的离子方程式为                        。
（3）硫酸厂用煅烧黄铁矿（FeS₂）来制取硫酸，实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分是Fe₂O₃及少量FeS、SiO₂）制绿矾。利用烧渣制绿矾的过程如下：

①烧渣溶于稀H₂SO₄过程中，有单质硫生成，写出该反应的离子方程式（只写生成S的反应式，其他反应无需写出）                                。
②向溶液X中加入足量铁屑的目的是                              。
③可用硫酸酸化的 KMnO₄溶液通过滴定法测定绿矾产品中FeSO₄含量，滴定时发生反应的离子方程式为                              。
（4）已知Fe(OH)₃的溶度积常数K_sp＝1.1×10^-36。室温时在FeCl₃溶液中滴加NaOH溶液，当溶液pH=3时，通过计算说明Fe³⁺是否沉淀完全                 。
（提示：当某离子浓度小于1.0×10^-5 mol?L^-1时可以认为该离子沉淀完全了）

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与O₂高温下反应生成SO₂；

②SO₂在催化剂作用下与O₂反应生成SO₃；

③SO₃与H₂O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吨硫铁矿制硫酸，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＋6SO₂

②4FeS₂＋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，求所得炉气中SO₂的体积分数。（写出计算过程）

57．将480 g纯净的FeS₂在氧气中完全反应，若所得固体中n（Fe）∶n（O）＝4∶a，此时消耗氧气b mol，试写出b与a的关系式_______________________。

（14分）铁是一种过渡元素，金属铁是最常用的金属。请回答下列各题：

（1）生铁中含有一种铁碳化合物(Fe₃C)，在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体和能使澄清石灰水变浑浊的气体，该反应的化学方程式为。上述反应生成的磁性固体能溶于过量盐酸，该反应的离子方程式为。

（2）在Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用下，可实现2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄的转化。已知，含SO₂的废气通入Fe²⁺、Fe³⁺的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe²⁺+ O₂+ 4H⁺= 4Fe³⁺+ 2H₂O，则另一反应的离子方程式为。

（3）硫酸厂用煅烧黄铁矿（FeS₂）来制取硫酸，实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分是Fe₂O₃及少量FeS、SiO₂）制绿矾。利用烧渣制绿矾的过程如下：

①烧渣溶于稀H₂SO₄过程中，有单质硫生成，写出该反应的离子方程式（只写生成S的反应式，其他反应无需写出）。

②向溶液X中加入足量铁屑的目的是。

③可用硫酸酸化的 KMnO₄溶液通过滴定法测定绿矾产品中FeSO₄含量，滴定时发生反应的离子方程式为。

（4）已知Fe(OH)₃的溶度积常数K_sp＝1.1×10^-36。室温时在FeCl₃溶液中滴加NaOH溶液，当溶液pH=3时，通过计算说明Fe³⁺是否沉淀完全。

（提示：当某离子浓度小于1.0×10^-5 mol•L^-1时可以认为该离子沉淀完全了）

铁是一种过渡元素，金属铁是最常用的金属。请回答下列各题：

（1）生铁中含有一种铁碳化合物（Fe₃C），在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体和能使澄清石灰水变浑浊的气体，该反应的化学方程式为。上述反应生成的磁性固体能溶于过量盐酸，该反应的离子方程式为。

（3）硫酸厂用煅烧黄铁矿（FeS₂）来制取硫酸，实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分是Fe₂O₃及少量FeS、SiO₂）制绿矾。利用烧渣制绿矾的过程如下：

①烧渣溶于稀H₂SO₄过程中，有单质硫生成，写出该反应的离子方程式（只写生成S的反应式，其他反应无需写出）。

②向溶液X中加入足量铁屑的目的是。

③可用硫酸酸化的 KMnO₄溶液通过滴定法测定绿矾产品中FeSO₄含量，滴定时发生反应的离子方程式为。

（4）已知Fe（OH）₃的溶度积常数K_sp＝1．1×10^-36。室温时在FeCl₃溶液中滴加NaOH溶液，当溶液pH=3时，通过计算说明Fe³⁺是否沉淀完全。

（提示：当某离子浓度小于1．0×10^-5 mol•L^-1时可以认为该离子沉淀完全了）

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