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
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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高温下与O2反应生成SO2②SO2在催化剂作用下与O2反应生成SO3③SO3与水反应生成H2SO4. (1)若1.00吨SO2与O2的混合气体中含SO20.40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吨硫矿铁制硫酸,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+6SO2②4FeS2+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,求得炉气中SO2的体积分数.(写出计算过程) (5)将480g纯净的FeS2在氧气中完全反应,若得到固体中n(Fe):n(O)=4:a,此时消耗氧气b mol,试写出b与a的关系式______. |
答案
(1)在一定条件下反应,有80%的SO2发生转化,因此参加反应的二氧化硫是:0.40t×80%=0.32t,设生成三氧化硫的质量为x,则: 2SO2 +O2 =2SO3 2×64 2×80 0.32tx 所以x= x=0.4t 由质量守恒定律可知,反应后混合气体的总质量为1t,故反应后混合气体中SO3的质量分数==40%, 故答案为:40%; (2)令硫铁矿中FeS2的质量分数为a,则80吨硫矿铁中FeS2的质量为0.8a 吨,则: FeS2 ~~~~~~~~2H2SO4 120t2×98t 0.8a t×(1-5%) 100t×98% 所以,120t:2×98t=0.8a t×(1-5%):100t×98% 解之得:a=78.95%, 故答案为:78.95%; (3)1L含SO330%的发烟硫酸(密度为1.95g/cm3),其质量=1000cm3×1.95g/cm3=1950g,其中SO3的质量=1950g×30%,硫酸的质量为1950g×70%,则: SO3 +H2O=H2SO4 80 98 1950g×30% m(H2SO4) 故m(H2SO4)= 故加水后硫酸的总质量=+1950g×70%, 设需要加入水的质量为yg,则:(1950g+y g)×95%=+1950g×70%, 解得y=241.2, 答:需要加水约241.2g; (4)假设FeS2为4mol,则: 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 气体物质的量减少 4 118 3 4mol 11mol8mol3mol 氧气过量20%,则通入氧气为11mol×(1+20%)=13.2,故反应后混合气体总物质的量=13.2mol-3mol=10.2mol,故所得炉气中SO2的体积分数=×100%=78.4%, 答:所得炉气中SO2的体积分数为78.4%. (5)480g纯净的FeS2的物质的量为=4mol,则n(Fe)=4mol,n(S)=8mol, 得到固体中n(Fe):n(O)=4:a,则固体中n(O)=a, 反应后生成n(SO2)=8mol,消耗n(O2)=bmol, 根据反应前后氧原子守恒:b×2=a+8×2,则b=0.5a+8, 故答案为:b=0.5a+8. |
举一反三
某化合物质X,受热分解3X=A+2B+3C,测得生成物混合气体对氢气的相对密度为11.5,相同条件下X的式量为______. |
今有11.2g铁与500mL的盐酸恰好完全反应.求: (1)在标准状况下,生成氢气的体积是多少升?______ (2)反应前,盐酸的物质的量浓度?______. |
将0.2摩MnO2和50毫升12mol/L盐酸混合后缓缓加热,反应完全后向留下的溶液中加入足量AgNO3溶液,生成AgCl沉淀物质的量为(不考虑盐酸的挥发)( )A.等于0.3摩 | B.小于0.3摩 | C.大于0.3摩,小于0.6摩 | D.以上结论都不正确 |
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250ml15%的硫酸(密度为1.1g/cm3)跟25g铁屑充分反应,计算: (1)这种硫酸的物质的量浓度; (2)制得氢气(标准状况下)体积; (3)把生成的硫酸亚铁配制成400mL溶液,这溶液的物质的量浓度是多少? |
写出下列反应的化学方程式 (1)Na与水______. (2)Al与NaOH溶液______. (3)Fe与水______. |
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