工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的原料，一種是黃鐵礦，其主要成分為FeS2（S為-1價）；另一種是磁黃鐵礦，其主要成分是Fe1-xS（S為-2價），式中x通常為0.1~0.2，既含有Fe2＋又含有Fe3＋。

生產(chǎn)硫酸時將礦石煅燒，發(fā)生反應(yīng)如下：

①  4 FeS2 + 11 O2→ 2 Fe2O3 + 8 SO2  

②  4 Fe1-xS + (7-3x) O2→ 2 (1-x) Fe2O3 + 4 SO2

含F(xiàn)eS272%的黃鐵礦10噸，理論上最多可以生產(chǎn)98%的濃硫酸           噸（礦石中無其他含硫物質(zhì)）。

若磁黃鐵礦Fe1-xS中x=0.1，則Fe1-xS中Fe2＋與Fe3＋的物質(zhì)的量之比為     ：1。

煅燒礦石時，為了盡可能地將礦石中的硫轉(zhuǎn)變?yōu)镾O2，需通入過量20%的空氣（其中N2與O2的體積比為4：1，假設(shè)無其他氣體成分），計算磁黃鐵礦充分煅燒后排出的氣體中SO2的體積分數(shù)（用含x的代數(shù)式表示）。

 

【答案】

12   （2分）   3.5       （3分）      （3分）

【解析】

試題分析：（1）FeS2中S元素的含量是

所以根據(jù)S原子守恒可知，最多可以生產(chǎn)98%的濃硫酸等質(zhì)量為

（2）設(shè)Fe1-xS中Fe2＋與Fe3＋的物質(zhì)的量分別是a和b

則根據(jù)原子守恒和電荷守恒可知a＋b＝0.9、2a＋3b＝2

解得a＝0.7mol，b＝0.2mol

所以Fe1-xS中Fe2＋與Fe3＋的物質(zhì)的量之比為3.5︰1。

（3）設(shè)生成4mol SO2，則需要1.2 (7-3x)mol的O2，所需空氣中的N2為4.8 (7-3x)mol；

反應(yīng)后得到的混合氣體組成為：SO2 4mol、O2 0.2 (7-3x)mol、N2 4.8 (7-3x)mol；

所以 SO2的體積分數(shù)

考點：考查工業(yè)生產(chǎn)濃硫酸以及物質(zhì)含量的有關(guān)計算

點評：該題以黃鐵礦和磁黃鐵礦生產(chǎn)濃硫酸為載體，重點考查學(xué)生對化學(xué)計算的熟悉掌握情況，旨在考查學(xué)生靈活運用基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和規(guī)范的答題能力。該題的關(guān)鍵是在掌握反應(yīng)原理的基礎(chǔ)上利用好守恒法。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（2013?浦東新區(qū)二模）工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的原料，一種是黃鐵礦，其主要成分為FeS2（S為-1價）；另一種是磁黃鐵礦，其主要成分是Fe1-xS（S為-2價），式中x通常為0.1～0.2，既含有Fe2+又含有Fe3+．
生產(chǎn)硫酸時將礦石煅燒，發(fā)生反應(yīng)如下：
①4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2
②4Fe1-xS+（7-3x） O2→2 （1-x） Fe2O3+4SO2
（1）含F(xiàn)eS2 72%的黃鐵礦10噸，理論上最多可以生產(chǎn)98%的濃硫酸
12
12
噸（礦石中無其他含硫物質(zhì)）．
（2）若磁黃鐵礦Fe1-xS中x=0.1，則Fe1-xS中Fe2+與Fe3+的物質(zhì)的量之比為
3.5
3.5
：1．
（3）煅燒礦石時，為了盡可能地將礦石中的硫轉(zhuǎn)變?yōu)镾O2，需通入過量20%的空氣（其中N2與O2的體積比為4：1，假設(shè)無其他氣體成分），計算磁黃鐵礦充分煅燒后排出的氣體中SO2的體積分數(shù)（用含x的代數(shù)式表示）．
（4）將一定量的磁黃鐵礦溶于足量的鹽酸，充分反應(yīng)后測得生成S單質(zhì)2.4g，F(xiàn)eCl2 0.425mol，且溶液中無Fe3+，計算Fe1-xS中的x值（礦石中其他成分不與鹽酸反應(yīng)）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

接觸法制硫酸是目前工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的主要方法．請回答下列問題：
（1）工業(yè)上用此方法生產(chǎn)硫酸時，需要的主要原料有空氣、
含硫礦物
含硫礦物
、98.3% 的硫酸．
（2）在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣必須進行凈化處理，這樣既可以將SO2再用于生產(chǎn)SO3，又可
防止SO2污染大氣
防止SO2污染大氣
．生產(chǎn)中常用Na2SO3溶液處理SO2尾氣，步驟如下：第1步，用亞硫酸鈉溶液吸收SO2生成亞硫酸氫鈉；第2步，加熱吸收液，使之重新生成亞硫酸鈉，同時得到
含高濃度SO2的水蒸氣
含高濃度SO2的水蒸氣
副產(chǎn)品．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（17分）利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的關(guān)鍵步驟。

   （1）某溫度下，2SO2（g）+O2（g）2S03（g）△H3=mkJ/mol，平衡常數(shù)（K）的大小與溫度（T）的關(guān)系如右圖中曲線所示，則m____0（填“>”“=”或“<”）；b點時v（正）   v（逆）（填“<”、“=”或“>”）。反應(yīng)的焓變（△H）將   （填“增大”、“減小”或“不變”）。

   （2）若反應(yīng)物起始的物質(zhì)的量相同，下列關(guān)系圖不正確的是   （填序號）。

   （3）某硫酸廠利用SO2尾氣、廢鐵屑、空氣、水合成綠礬（FeS04·7H2O），反應(yīng)中作還原劑的物質(zhì)是       。

   （4）將反應(yīng)后的混合氣體用氨水吸收可得到（NH4）2SO3和（NH4）2SO4兩種化工原料。

        ①對于（NH4）2SO3溶液，某同學(xué)寫出了如下的正確關(guān)系式：

       2[c（SO2-3）十c（HSO-3）+c（H2SO3）]=c（NH+4）+c（NH3·H2O）

請分析該同學(xué)的依據(jù)是    。

②在（NH4）2 SO4溶液中存在：NH+4+H2ONH3·H2O+H+，則該反應(yīng)常溫下的平衡常數(shù)K=    （已知：常溫下，NH3·H2O的電離平衡常數(shù)K=1. 7×10-5）

   （5）三氧化硫吸收后所得的硫酸常用來制備BaSO4作X射線透視時的內(nèi)服造影劑，胃酸很強（pH約為1），但服用大量BaSO4仍然是安全的，BaSO4不溶于酸的原因是（用溶解平衡原理解釋）     。萬一誤服了少量BaCO4，應(yīng)盡快用大量0. 5mol/LNa2SO4溶液給患者洗胃，如果忽略洗胃過程中Na2SO4溶液濃度的變化，殘留在胃液中的Ba2+濃度僅為mol/L（已知25℃時，Ksp（BaSO4）=1×l0-10 ,Ksp（BaCO3）=1×10-9）.

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2012-2013學(xué)年上海市浦東新區(qū)高三下學(xué)期二模化學(xué)試卷（解析版） 題型：計算題

工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的原料，一種是黃鐵礦，其主要成分為FeS2（S為-1價）；另一種是磁黃鐵礦，其主要成分是Fe1-xS（S為-2價），式中x通常為0.1~0.2，既含有Fe2＋又含有Fe3＋。

生產(chǎn)硫酸時將礦石煅燒，發(fā)生反應(yīng)如下：

①  4 FeS2 + 11 O2 → 2 Fe2O3 + 8 SO2  

②  4 Fe1-xS + (7-3x) O2 → 2 (1-x) Fe2O3 + 4 SO2

（1）含F(xiàn)eS2 72%的黃鐵礦10噸，理論上最多可以生產(chǎn)98%的濃硫酸            噸（礦石中無其他含硫物質(zhì)）。

（2）若磁黃鐵礦Fe1-xS中x=0.1，則Fe1-xS中Fe2＋與Fe3＋的物質(zhì)的量之比為      ：1。

（3）煅燒礦石時，為了盡可能地將礦石中的硫轉(zhuǎn)變?yōu)镾O2，需通入過量20%的空氣（其中N2與O2的體積比為4：1，假設(shè)無其他氣體成分），計算磁黃鐵礦充分煅燒后排出的氣體中SO2的體積分數(shù)（用含x的代數(shù)式表示）。

（4）將一定量的磁黃鐵礦溶于足量的鹽酸，充分反應(yīng)后測得生成S單質(zhì)2.4g，F(xiàn)eCl2 0.425mol，且溶液中無Fe3＋，計算Fe1-xS中的x值（礦石中其他成分不與鹽酸反應(yīng)）。

 

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