Question

9．硫鐵礦又稱黃鐵礦，是生產(chǎn)硫酸的原料，其主要成分為FeS₂．850℃～950℃時，空氣中煅燒，可能發(fā)生下列反應（設空氣中N₂與0₂體積比為4：1）：4FeS₂+11O₂→2Fe₂O₃+8SO₂
（1）含硫35%的硫鐵礦樣品（雜質不含硫），其FeS₂的含量為65.6%．
（2）設1t純凈的FeS₂完全反應，產(chǎn)生標準狀況下SO_2373.3m³．
（3）為使FeS₂煅燒完全生成Fe₂0₃，工業(yè)上使用過量空氣，當空氣過量20%時，所得爐氣中S0₂的體積分數(shù)為多少12.7%？

Answer 1

分析 （1）FeS₂的質量分數(shù)×FeS₂中S元素質量分數(shù)=硫鐵礦樣品中S元素質量分數(shù)；
（2）根據(jù)方程式計算生成二氧化硫的體積；
（3）假設FeS₂為4mol，為使FeS₂煅燒完全生成Fe₂O₃，發(fā)生反應4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂，利用方程式計算參加反應氧氣、生成的二氧化硫以及氣體物質的量減少的物質的量，進而計算通入的空氣、反應后混合氣體總物質的量，進而計算二氧化硫體積分數(shù)．

解答 解：（1）FeS₂的質量分數(shù)×FeS₂中S元素質量分數(shù)=硫鐵礦樣品中S元素質量分數(shù)，故FeS₂的質量分數(shù)=$\frac{35%}{\frac{64}{120}}$=65.6%，
故答案為：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，
故答案為：373.3；
（3）假設FeS₂為4mol，則：
4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂ 氣體物質的量減少
4      11         8        3
4mol   11mol     8mol     3mol
氧氣過量20%，則通入氧氣為11mol×（1+20%）=13.2，空氣的物質的量為$\frac{13.2mol}{20%}$=66mol，故反應后混合氣體總物質的量=66mol-3mol=63mol，
故所得爐氣中SO₂的體積分數(shù)=$\frac{8mol}{63mol}$×100%=12.7%，
故答案為：12.7%．

點評 本題考查化學反應的計算，把握方程式計算、守恒計算等為解答的關鍵，計算量較大，過程比較復雜，綜合考查學生分析解決問題的能力，對學生的心理素質有較高的要求，題目難度中等