以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3•6H2O)的工艺流程如图:回答下列问题:(1)煅烧时粉碎硫铁矿的目的是增大反应物的接触面积.提高原料的利用率．该反应的化学方程式4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2.该反应中被氧化的元素是S和Fe．(2)酸溶及后续过程� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

9．以硫铁矿（主要成分为FeS₂）为原料制备氯化铁晶体（FeCl₃•6H₂O）的工艺流程如图：

回答下列问题：
（1）煅烧时粉碎硫铁矿的目的是增大反应物的接触面积，提高原料的利用率．该反应的化学方程式4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，该反应中被氧化的元素是S和Fe．
（2）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是提高铁元素的浸出率、抑制Fe³⁺水解；
（3）操作a为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，获得FeCl₃•6H₂O；
（4）焙烧产生的二氧化硫可以用来生产硫酸，其中利用催化氧化反应将SO₂转化为SO₃是一个关键步骤．压强及温度对SO₂转化率的影响如下表：

	0.1	0.5	1	10
400	99.2%	99.6%	99.7%	99.9%
500	93.5%	96.9%	97.8%	99.3%
600	73.7%	85.8%	89.5%	96.4%

根据表中的数据判断该反应的正向属于放热（填“放热“或”吸热“）反应，理由是压强一定时，温度升高，SO₂转化率下降，说明升温平衡逆向移动，则正向放热．
（5）计算每生产1万吨98%硫酸所需要含80%FeS₂的硫铁矿为7894.7吨（假设反应过程中硫的损失率为5%，结果保留一位小数）．

分析根据流程，黄铁矿在高温下煅烧可以得到铁的氧化物，将其溶于盐酸中，可以得到含有亚铁离子、铁离子的盐溶液，向其中通入氯气，能将亚铁离子氧化为铁离子，氯化铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶就可以得到氯化铁的晶体．
（1）煅烧时粉碎硫铁矿的目的是增大接触面积增大反应速率，提高原理利用率；依据流程可知反应物为FeS₂和氧气，生成物为二氧化硫和铁的氧化物，据此写出反应的方程式，反应中元素化合价升高的做还原剂被氧化；
（2）煅烧后生成的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁，酸浸后生成的氯化铁是目标物质，加入过量盐酸是抑制铁离子的水解，使更多的铁元素转化为氯化铁；
（3）由溶液获得晶体需加热蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
（4）采取控制变量法，压强一定，分析温度对平衡的影响，由表中数据可知，压强一定时，温度升高时，SO₂的转化率降低，说明升高温度有利于平衡向逆反应移动；
（5）根据S元素守恒，利用关系式：FeS₂～2SO₂～2SO₃～2H₂SO₄计算，注意硫元素的利用率的计算．

解答解：黄铁矿在高温下煅烧可以得到铁的氧化物，将其溶于盐酸中，可以得到含有亚铁离子、铁离子的盐溶液，向其中通入氯气，能将亚铁离子氧化为铁离子，氯化铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶就可以得到氯化铁的晶体．
（1）煅烧时粉碎硫铁矿的目的是增大接触面积增大反应速率，提高原理利用率；依据流程可知反应物为FeS₂和氧气，生成物为二氧化硫和氧化铁，反应的方程式为：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，反应中铁元素化合价+2价升高为+3价，所以贴元素被氧化，硫元素从-1价变化为+4价，化合价升高失电子被氧化，被氧化的元素为Fe和S；
故答案为：增大反应物的接触面积，提高原料的利用率；4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂；Fe和S；
（2）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是使氧化铁溶解为氯化铁，抑制铁离子的水解，故答案为：提高铁元素的浸出率；抑制Fe³⁺水解；
（3）操作a为由溶液获得晶体需加热蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，获得FeCl₃•6H₂O，故答案为：过滤；洗涤；
（4）由表中数据可知，压强一定时，温度升高时，SO₂的转化率降低，说明升高温度有利于平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应，
故答案为：放热；压强一定时，温度升高，SO₂转化率下降，说明升温平衡逆向移动，则正向放热；
（5）反应的关系式为：FeS₂～2SO₂～2SO₃～2H₂SO₄，
设生产1万吨98%硫酸所需要含80% FeS₂质量为x，反应过程中硫的损失率为5%，硫元素利用率95%，
FeS₂～2SO₂～2SO₃～2H₂SO₄
120 196
x×80%×95% 1×10⁴t×98%
x=$\frac{120×1×1{0}^{4}t×98%}{196×80%×95%}$=7894.7t，
故答案为：7894.7．

点评本题考查了物质分离和提纯的方法，实验操作，流程分析，化学平衡的移动及有关计算，掌握物质性质和除杂原则是解题关键，计算时利用关系式可简化计算过程，题目难度中等．

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	A	B	C	D
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数目	3	5	3	2

A．

B．

C．

D．

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