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SO2 0.40吨.在一� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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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

．

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）计算参加反应的二氧化硫，根据方程式2SO₂+O₂=2SO₃计算生成SO₃的质量，由质量守恒定律可知，反应后混合气体的总质量为1t，再根据质量分数定义计算；
（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，根据硫元素守恒，反应的关系式为：FeS₂～2H₂SO₄，据此利用关系式列式计算；
（3）计算1L含SO₃30%的发烟硫酸中SO₃的质量、硫酸的质量；根据方程式SO₃+H₂O=H₂SO₄计算反应生成的硫酸质量，进而计算加水后硫酸总质量，设需要加入水的质量为yg，结合质量分数列方程计算；
（4）假设FeS₂为4mol，为使FeS₂煅烧完全生成Fe₂O₃，发生反应4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂，利用方程式计算参加反应氧气、生成的二氧化硫以及气体物质的量减少的物质的量，进而计算通入的氧气、反应后混合气体总物质的量，进而计算二氧化硫体积分数；
（5）计算480g纯净的FeS₂的物质的量，根据反应前后原子守恒计算．

解答： 解：（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
0.32t x
所以x=

2×64

0.32t

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=

0.4t

=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
   120t                2×98t
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）=

98×1950g×30%

故加水后硫酸的总质量=

98×1950g×30%

+1950g×70%，
设需要加入水的质量为yg，则：（1950g+y g）×95%=

98×1950g×30%

+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 11 8 3
4mol 11mol 8mol 3mol
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=

8mol

10.2mol

×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

480g

120g/mol

=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．

点评：本题考查化学计算，涉及根据方程式计算、守恒计算等，题目属于拼合型，题量大、计算量较大，过程比较复杂，综合考查学生分析解决问题的能力，对学生的心理素质有较高的要求，难度中等．

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