问题 填空题

(10分)、硫铁矿又称黄铁矿,是生产硫酸的原料,其主要成分为FeS2。850℃~900℃时,硫铁矿在纯净的氧气中煅烧,可能发生下列反应:

① 3FeS2+8O2→Fe3O4+6SO2        ② 4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2   

⑴为使FeS2煅烧完全生成Fe2O3,使用过量氧气,当氧气过量20%时,求所得炉气中SO2的体积分数。(写出计算过程)

⑵480 g纯净的FeS2在氧气中完全反应,若所得固体中,Fe和O的物质的量之比

n(Fe)∶n(O)=4∶a,此时消耗氧气b mol。

①试写出b与a的关系式:_______ ______。

② b的最大值为    ____,最小值为_______  ____。

答案

(1)78.4%(5分)

设生成8 L SO2,则原氧气为11×1.2=13.2(L),反应后混合气体积为10.2 L。

SO2%=8/10.2=78.4%

(2)①b=0.5a+8(3分)   ②b=11(3分),b=10.7    即:32/3(3分)

(1)根据方程式② 4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2分析可知,每11mol氧气与FeS2反应生成8mol二氧化硫气体,所以,令氧气的物质的量为,当与4molFeS2反应生成8mol二氧化硫气体时,余下氧气20%,所以可求得炉气中SO2的体积分数

(2)480 g纯净的FeS2的物质的量为4mol;令Fe3O4的物质的量为x,Fe2O3的物质的量为y,则由化学反应方程式可得:

① 3FeS2+8O2→Fe3O4+6SO2

3x     8x    x

② 4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2

2y     5.5y   y

根据Fe元素守恒可得:3x+2y=4;固体中O元素的质量为:4x+3y=a;由方程式中消耗氧气的物质的量为:8x+5.5y=b;解这三个方程式可求得b与a的关系式:b=0.5a+8;

由方程式中的比例关系可知,b的最大值为b=11;b的最小值为32/3

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