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0.1000g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0.02000mol/L的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7溶液25.00mL．
已知：SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
（1）接触室中发生反应的化学方程式是
2SO2+O2
催化剂
2SO3
2SO2+O2
催化剂
2SO3
．
（2）样品中FeS2的质量分数是（假设杂质不参加反应）
90.00%
90.00%
．
（3）每160gSO3气体与H2O化合放出260.6kJ的热量，该反应的热化学方程是
SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）；△H=-130.3kJ/mol
SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）；△H=-130.3kJ/mol
．
（4）煅烧10t上述黄铁矿，理论上产生SO2的体积（标准状况）为
3.36×106
3.36×106
L，制得98%的硫酸质量为
15
15
t．
分析：（1）工业制备硫酸接触室中二氧化硫氧化为三氧化硫．
（2）根据原子守恒及电子转移列出关系式，根据关系式计算样品中FeS2的质量分数．
（3）计算每摩尔三氧化硫与水化合的反应热，据此书写热化学方程式．
（4）根据原子守恒及列出关系式，根据关系式计算．
解答：解：（1）工业制备硫酸接触室中二氧化硫氧化为三氧化硫，反应方程式为2SO2+O2
催化剂
2SO3．
故答案为：2SO2+O2
催化剂
2SO3．
（2）令样品中FeS2的质量分数是x，则：
        3FeS2～6SO2～12Fe2+～2Cr2O72-      
        3×120g              2mol
        0.1xg           0.025L×0.02mol/L

所以
3×120g
0.1xg
=
2mol
0.025L×0.02mol/L
 解得，x=90.00%
故答案为：90.00%．
（3）160gSO3气体与H2O化合放出260.6kJ的热量，160gSO3气体的物质的量为
160g
80g/mol
=2mol，则三氧化硫与水化合的热化学方程为SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）；△H=-130.3 kJ/mol．
故答案为：SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）；△H=-130.3 kJ/mol．
（4）令生成二氧化硫VL，制得98%的硫酸质量m吨，则：
     FeS2～～～～～2SO2～2SO3～2H2SO4   
     120g        2×22.4L     2×98g    
10×106g×90.00%   VL       m×106g×98%
所以V=
2×22.4×10×106×0.9
120
=3.36×106；
m=
2×98×10×106×0.9
120×0.98×106
=15．
故答案为：3.36×106；15．
点评：考查根据方程式进行的多步计算，难度较大，根据关系式进行计算，简化计算，清楚反应过程寻找关系式是关键．
练习册系列答案
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（2012?淄博一模）铁黄是一种重要的颜料，化学式为Fe2O3?xH2O，广泛用于涂料、橡胶、塑料、文教用品等工业．实验室模拟工业利用硫酸渣（含Fe2O3及少量的CaO、MgO等）和黄铁矿粉（主要成分为FeS2）制备铁黄的流程如图：

（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
搅拌加速溶解（或搅拌加速反应）
搅拌加速溶解（或搅拌加速反应）
、
引流
引流
．
（2）试剂a最好选用
空气
空气
（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+
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
bd
bd
（填序号）．

（4）检验溶液Z中含有N
H
+
4
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+
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．
（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
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．
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．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Ksp＝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Ksp＝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                   。

（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Ksp＝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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