Question

（2013•浦东新区二模）工业上生产硫酸的原料，一种是黄铁矿，其主要成分为FeS2（S为-1价）；另一种是磁黄铁矿，其主

Answer 1

解题思路：（1）由元素守恒可得关系式：FeS₂～2SO₂～2H₂SO₄，令理论上最多可以生产98%的浓硫酸m吨，根据关系式计算；

（2）令Fe_1-xS的物质的量为1mol，设Fe²⁺、Fe³⁺的物质的量分别为amol、bmol，根据化合价代数和为0及铁原子物质的量之和列方程，据此解答；

（3）设生成4molSO₂，则参加反应的氧气（7-3x）mol，实际通入的O₂为1.2（7-3x）mol，所需空气中氮气为4.8（7-3x）mol，再计算反应后得到的混合气体各组分物质的量，据此计算；

（4）由2Fe³⁺～S可知，n（Fe³⁺）=2n（S），据此计算Fe_1-xS中n（Fe³⁺），由铁原子守恒，Fe_1-xS中n（Fe）=n（FeCl₂）=0.425mol，据此计算Fe_1-xS中n（Fe²⁺），再根据化合价代数和为0，计算Fe_1-xS中n（S），由Fe_1-xS中Fe、S原子比例关系计算x的值．

（1）由元素守恒可得关系式：FeS₂～2SO₂～2H₂SO₄，令理论上最多可以生产98%的浓硫酸m吨，则：

FeS₂～2SO₂～2H₂SO₄，

120 2×98

10吨×72% m吨×98%

故[120/2×98]=[10吨×72%/m吨×98%]

解得m=12

故答案为：12；

（2）Fe_1-xS中x=0.1，令Fe_1-xS的物质的量为1mol，设Fe²⁺、Fe³⁺的物质的量分别为amol、bmol，

根据化合价代数和为0有：2a+3b=2，

由铁原子物质的量之和可得：a+b=0.9，

联立解得a=0.7，b=0.2

故Fe_1-xS中Fe²⁺与Fe³⁺的物质的量之比为0.7mol：0.2mol=3.5：1，

故答案为：3.5；

（3）设生成4molSO₂，则参加反应的氧气为（7-3x）mol，故实际通入的O₂为1.2（7-3x）mol，所需空气中氮气为4.8（7-3x）mol，

反应后得到的混合气体中：4molSO₂，N₂4.8（7-3x）mol，0.2（7-3x）molO₂

故SO₂的体积分数为：[4mol

4mol+4.8(7−3x)mol+0.2(7−3x)mol=

4/39−15x]，

答：SO₂的体积分数为[4/39−15x]；

（4）由2Fe³⁺～S可知，n（Fe³⁺）=2n（S）=[2.4g/32g/mol]=0.15mol，

由铁原子守恒，Fe_1-xS中n（Fe）=n（FeCl₂）=0.425mol，故n（Fe²⁺）=0.425mol-0.15mol=0.275mol，

根据化合价代数和为0，Fe_1-xS中n（S）=[0.15mol×3+0.275mol×2/2]=0.5mol，

故1-x=[0.425mol/0.5mol]=0.85，故x=0.15，

答：Fe_1-xS中的x值为0.15．

点评：

本题考点： 化学方程式的有关计算；铁的氧化物和氢氧化物．

考点点评： 本题考查根据方程式的计算，题目计算量较大，过程复杂，为易错题目，注意利用关系式与原子守恒进行的解答，难度较大．