Question

（15分）以黃鐵礦為原料生產硫酸的工藝流程圖如下：

（1）寫出燃燒黃鐵礦的化學方程式                                。
當有6mol SO₂生成時，轉移電子       mol。
（2）進入接觸室的氣體中含標準狀態下1120m³SO₂氣體，達平衡后放出熱量為4.728×10⁶kJ，此時SO₂轉化率為96%。該反應的熱化學方程式為              。
（3）依據工藝流程圖判斷下列說法正確的是（選填序號字母）        。
a．為使黃鐵礦充分燃燒，需將其粉碎            
b．過量空氣能提高SO₂的轉化率
c．使用催化劑能提高SO₂的反應速率和轉化率
d．沸騰爐排出的礦渣可供煉鐵               
e．吸收塔用水作吸收劑
（4）某硫酸廠在進行黃鐵礦成分測定時，取0.1000 g樣品充分灼燒，生成的SO₂氣體與足量Fe₂(SO₄)₃溶液完全反應后，再用0.02000 mol·L^-1的K₂Cr₂O₇標準溶液滴定至終點，消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00mL。
已知：SO₂＋2Fe³⁺＋2H₂O=SO₄^2－＋2Fe²⁺＋4H⁺
Cr₂O₇^2－＋6Fe²⁺＋14H^＋=2Cr³⁺＋6Fe³⁺＋7H₂O
則樣品中FeS₂的質量分數是多少？（假設雜質不參加反應）
（5）該生產過程中產生的尾氣除了含有N₂、O₂外，還含有SO₂、微量的SO₃和酸霧。能用于測定硫酸尾氣中SO₂含量的是        。(填字母)

A．NaOH溶液、酚酞試液	B．KMnO4溶液、稀H2SO4
C．碘水、淀粉溶液	D．氨水、酚酞

Answer 1

（1）4FeS₂ + 11O₂  2Fe₂O₃+8SO₂ （2分）       33（2分）
（2）2SO₂(g) ＋ O₂(g) ＝ 2SO₃(g) ；⊿H＝－197 kJ/mol （2分）
（3）a   b   d （各1分）
（4）  3FeS₂    ～    2Cr₂O₇^2－
3×120             2
m(FeS₂)      0.0200×25.00×10^-3
m(FeS₂)= =0.09000g
w(FeS₂)= ×100%=90.0% （4分）            （5）BC (2分)

（1）黃鐵礦燃燒生成SO₂和氧化鐵，方程式為4FeS₂ + 11O₂  2Fe₂O₃+8SO₂ 。反應中氧氣是氧化劑，轉移電子是44，所以當有6mol SO₂生成時，轉移電子44mol÷8×6＝33mol。
（2）標準狀態下1120m³SO₂氣體是50000mol，所以反應中消耗的SO₂是50000mol×0.96＝48000mol，所以2molSO2反應放出的熱量是4.728×10⁶kJ÷24000＝197 kJ/mol，所以熱化學方程式為2SO₂(g) ＋ O₂(g) ＝ 2SO₃(g) ；⊿H＝－197 kJ/mol。
（3）粉碎可以增大反應物的接觸面積，加快反應速率，a正確。增大氧氣的濃度可以提高SO₂的轉化率，b正確。催化劑不能改變平衡狀態，只能改變反應速率，c不正確。d正確，阿保質期，用濃硫酸吸收，答案選abd。
（4）考查根據關系式進行的有關計算。根據有關方程式可知
3FeS₂    ～    2Cr₂O₇^2－
3×120             2
m(FeS₂)       0.0200×25.00×10^-3
m(FeS₂)= =0.09000g
w(FeS₂)= ×100%=90.0%
（5）SO₂具有還原性，所以BC正確，AD不正確，因為三氧化硫和酸霧也能被吸收。答案選BC。