FeS2在空气中充分燃烧的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，若a g...

高三化学选择题中等难度题查看答案及解析

FeS₂在空气中充分燃烧的化学方程式为4FeS₂ + 11O₂2Fe₂O₃ + 8SO₂，若agFeS₂在空气中充分燃烧，并转移N个电子，则阿伏加德罗常数(N_A)可表示为

A．120N／a      B．120a／11N      C．11a／120N     D．120N／11a

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工业上用含80% FeS₂的硫铁矿制取硫代硫酸钠，涉及到的化学反应如下（杂质不与O₂、盐酸反应）：

4FeS₂＋11O₂2Fe₂O₃＋8SO₂            ①

FeS₂＋2HCl→ FeCl₂＋H₂S↑＋S↓               ②

2H₂S＋SO₂→ 3S＋2H₂O                 ③

2NaOH＋SO₂→Na₂SO₃ ＋H₂O              ④

Na₂SO₃＋SNa₂S₂O₃                    ⑤

通过分析上述反应，进行计算：

（1）若在某密闭容器中加入150 g上述硫铁矿，并通入10 mol含氧气体积分数为0.4的富氧空气，按反应①充分反应后得到的气体中SO₂的体积分数为__________（计算结果保留3位小数）。

（2）若以上各步反应的转化率均为100%，则150 g上述硫铁矿理论上最多可制得Na₂S₂O₃___ g。

（3）若NaOH溶液吸收SO₂的吸收率为90%，其它反应的转化率均为100%，则150 g上述硫铁矿最多可制得Na₂S₂O₃多少g（写出计算过程，计算结果保留1位小数）？

（4）若反应②、④的转化率为90%，其它反应的转化率均为100%，要制得Na₂S₂O₃最多，则原料中FeS₂在反应①和②中的理论质量配比为多少（写出计算过程，计算结果保留3位小数）?

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4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2为工业制硫酸的重要要反应，下列说法正确的是（　 ）

A．02是还原剂　　 B．FeS2是氧化剂

C．02失去电子　　 D．FeS2发生氧化反应

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设空气中N₂、O₂的体积分数分别为0.8和0.2。在沸腾炉中将硫铁矿用空气中充分煅烧：                  4FeS₂+11O₂2Fe₂O₃+8SO₂   

（1）所得气体中SO₂的体积分数不超过________%（保留一位小数）。

（2）若从接触室出来的气体中SO₂、O₂、N₂、SO₃的体积比为0.5：1：20：x，则x=________，此时反应中SO₂的转化率为________%（保留一位小数）。

（3）在实际生产中，在接触室SO₂与O₂的体积比以1︰4较为适宜。若沸腾炉通入接触室的炉气中SO₂、O₂、N₂的体积比为8：1：48，其流速为2.5m³/s, 则再往接触室里通入的空气的流速应为________m³/s（保留一位小数；气体体积在同温同压下测定）。

（4）从吸收塔出来的气体用一定量氨水吸收，得到的铵盐产品是(NH₄)₂SO₃和NH₄HSO₃的混合物。取不同质量的铵盐，分别加入x mol/L的50.00mL NaOH溶液中，经沸水浴（此温度下铵盐自身不分解）加热使氨气全部逸出，干燥后用浓硫酸完全吸收。实验数据如下：

①该铵盐中(NH₄)₂SO₃和NH₄HSO₃的物质的量之比为________。

②试求x的值：

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设空气中N2、O2的体积分数分别为0.8和0.2。在沸腾炉中将硫铁矿用空气中充分煅烧： 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

(1)所得气体中SO2的体积分数不超过_______%（保留一位小数）。

(2)若从接触室出来的气体中SO2、O2、N2、SO3的体积比为0.5：1：20：x，则x=_______，此时反应中SO2的转化率为_______%（保留一位小数）。

(3)在实际生产中，在接触室SO2与O2的体积比以1︰4较为适宜。若沸腾炉通入接触室的炉气中SO2、O2、N2的体积比为8：1：48，其流速为2.5m3/s, 则再往接触室里通入的空气的流速应为_______m3/s（保留一位小数；气体体积在同温同压下测定）。

(4)从吸收塔出来的气体用一定量氨水吸收，得到的铵盐产品是(NH4)2SO3和NH4HSO3的混合物。取不同质量的铵盐，分别加入x mol/L的50.00mL NaOH溶液中，经沸水浴（此温度下铵盐自身不分解）加热使氨气全部逸出，干燥后用浓硫酸完全吸收。实验数据如下：

①该铵盐中(NH4)2SO3和NH4HSO3的物质的量之比为___________。

②试求x的值：________________

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某研究小组模拟工业上以黄铁矿为原料制备硫酸的第一步反应如下：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2进行以下实验，并测定该样品中FeS2样品的纯度（假设其它杂质不参与反应）。

实验步骤：称取研细的样品4.000g放入上图b装置中，然后在空气中进行煅烧。为测定未反应高锰酸钾的量（假设其溶液体积保持不变），实验完成后取出d中溶液10mL置于锥形瓶里，用0.1000mol/L草酸(H2C2O4)标准溶液进行滴定。（已知：5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 ）请回答下列问题：

（1）称量样品质量能否用托盘天平_______（填“能”或“不能”），取出d中溶液10mL需要用______准确量取(填序号)　　

A．容量瓶　　　 B．量筒　　 C．碱式滴定管　　 D．酸式滴定管　

（2）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是__________

（3）已知草酸与高锰酸钾酸性溶液作用有CO2和Mn2+等物质生成，则滴定时发生反应的离子方程式为_______________﹔判断滴定到达终点的方法是___________。

（4）已知滴定管初读数为0.10mL，末读数如图所示，消耗草酸溶液的体积为___________mL。

下列操作会导致该样品中FeS2的纯度测定结果偏高的是_________(填序号)

A.盛标准溶液的滴定管用蒸馏水洗涤后未用标准液润洗就装液滴定

B.锥形瓶用蒸馏水洗涤后未用待测液润洗

C.读取标准液读数时，滴定前平视，滴定到终点后俯视

D.滴定前滴定管尖嘴处有气泡未排除，滴定后气泡消失

（5）该样品中FeS2的纯度为__________________

（6）若用下图装置替代上述实验装置d，同样可以达到实验目的的是_______（填编号）。

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黄铁矿（主要成分为FeS2）的利用对资源和环境具有重要意义。

（1）工业上煅烧黄铁矿可制取SO2。已知下列热化学方程式

4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)　　 △H=akJ/mol

S(s)+O2(g)=SO2(g)　　 △H=bkJ/mol

Fe(s)+2S(s)=FeS2(s)　　 △H=ckJ/mol

则4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)　　 △H=_____kJ/mol

（2）一种酸性条件下催化氧化黄铁矿的物质转化关系如图I所示。

（1）写出如图中Fe3+与FeS2反应的离子方程式：______________。

（2）硝酸也可将FeS2氧化为Fe3+和SO42-，使用浓硝酸比使用稀硝酸反应速率慢，其原因是______________。

（3）控制Fe2+的浓度、溶液体积和通入O2的速率一定，图II所示为改变其他条件时Fe2+被氧化的转化率随时间的变化。

① 加入NaNO2发生反应：2H++3NO2-=NO3-+2NO+H2O。若1mol NaNO2完全反应则转移电子的数目为______mol。

② 加入NaNO2、KI发生反应：4H++2NO2-＋2I-=2NO+I2+2H2O。解释图II中该条件下能进一步提高单位时间内Fe2+转化率的原因：______________。

（4）为研究FeS2作电极时的放电规律，以FeS2作阳极进行电解,由FeS2放电产生粒子的含量与时间、电压（U）的关系如图III所示。

① 写出t1至t2间FeS2所发生的电极反应式：__________。

②当电压的值介于3U～4U之间，FeS2放电所得主要粒子为___________。

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接触法制硫酸的三个阶段：煅烧、氧化、吸收。煅烧黄铁矿的化学方程式为：

4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2。

完成下列填空：

（1）煅烧黄铁矿在________（填设备名称）中进行，此反应中被氧化的元素是___________。

（2）SO2的催化氧化：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，该反应的平衡常数表达式为K= ______；反应达到平衡，及时分离出SO3，则平衡向_________方向移动（选填“正反应”“逆反应”）。其他条件不变，降低温度平衡向正反应方向移动，则正反应为__________反应（选填“吸热”“放热”）。

（3）下图为二氧化硫与氧气反应的速率（ν）与时间（t）的关系，判断在t1时刻曲线发生变化的原因是______（选填编号）。

a. 增大O2的浓度

b. 扩大容器体积

c. 加入催化剂

d. 升高温度

改变条件后，平衡混合物中SO3的百分含量_______（选填“增大”“减小”“不变”）。

（4）SO3的吸收：SO3 + H2O → H2SO4 。假定制备硫酸的整个过程中S元素共损失10%，则含1000 kg FeS2的黄铁矿可以制得98%的浓硫酸_____________kg。

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