Question

【題目】（10分）黃鐵礦（主要成分為FeS2，雜質不含硫元素）是我國大多數硫酸廠制取硫酸

的主要原料。化學課外活動小組為測定某黃鐵礦中FeS2含量進行了如下的實驗探究（假設

每步反應均完全）。

【查閱資料】①4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

②Na2SO3+H2O2＝Na2SO4+H2O

【實驗探究】

Ⅰ.稱取1.60 g黃鐵礦樣品放入下圖所示裝置（夾持和加熱裝置省略）的石英管中，從a處不斷地緩緩通入空氣，高溫灼燒石英管中的黃鐵礦樣品至反應完全。

Ⅱ.反應結束后，將乙瓶中的溶液進行如下處理：

【問題討論】

（1）Ⅰ中裝置中甲瓶內盛放的試劑是氫氧化鈉溶液，其作用是 。

【含量測定】

（2）Ⅱ中最終得到的4.66g固體是 （填物質的名稱或化學式）。

（3）計算該黃鐵礦中FeS2的質量分數。（請寫出計算過程）

【交流反思】

（4）如果缺少甲裝置，則最終測得FeS2的質量分數將會 （填“偏大”“偏小”或“不變”）。

（5）Ⅱ中證明所加BaCl2溶液過量的方法是 。

【拓展應用】

工業上以黃鐵礦為原料生產硫酸的工藝流程圖如下所示：

（6）接觸室中發生反應的化學方程式為 。化學實驗室現有質量分數為98%的濃硫酸，但在實驗中常需要用到較稀的硫酸。要把100g上述濃硫酸稀釋成質量分數為10%的硫酸，需要水的質量是 g。硫酸是一種重要的化工產品，用途十分廣泛，請寫出稀硫酸的一種用途 。

（7）依據生產硫酸的工藝流程圖，下列說法正確的是 （填字母）。

A．為使黃鐵礦充分燃燒，需將其粉碎

B．催化劑能夠提高SO2的反應速率和產量

C．SO2可做為生產硫酸的原料循環再利用

D．沸騰爐排出的礦渣可供煉鐵

Answer 1

【答案】（1）吸收空氣中的二氧化碳

（2）BaSO4

（3）75%

（4）偏大

（5）取濾液少許于試管中，滴加氯化鋇溶液，若沒有白色沉淀，則氯化鋇過量。

（6）2SO2+O22SO3 880 去除鐵銹

（7）ACD

【解析】

試題分析：Ⅰ中裝置中甲瓶內盛放的試劑是氫氧化鈉溶液，其作用是吸收空氣中的二氧化碳 ；根據提供的兩個反應看，反應后的沉淀應該是BaSO4，如果缺少甲裝置，則最終測得FeS2的質量分數將會增大，因為空氣中的二氧化碳還能和氯化鋇反應產生沉淀，使得沉淀的質量增大，影響實驗的數據，Ⅱ中證明所加BaCl2溶液過量的方法是取濾液少許于試管中，滴加氯化鋇溶液，若沒有白色沉淀，則氯化鋇過量。硫元素的質量：4.66g×32/233×100%=0.64g FeS2的質量：0.64g/64/120×100%=1.2g，1.2g/1.6g×100%=75%，接觸室中發生反應是二氧化硫和氧氣的反應，設需要水的質量為X，則100×98%=（100+X）×10% X=880.硫酸的用途很多，可以去除鐵銹和化工原料。依據生產硫酸的工藝流程圖為使黃鐵礦充分燃燒，需將其粉碎增大反應的接觸面積，催化劑不能增加物質的產量，只能改變物質反應的速率，SO2可做為生產硫酸的原料循環再利用，減少資源的浪費，沸騰爐排出的礦渣中含有大量的Fe2O3可供煉鐵。