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

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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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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（14分）  硫酸是工业生产中一种重要的化工产品，我国工业生产硫酸的主要方法是接触法，主要原料为黄铁矿，请回答下列问题：

（1）已知煅烧黄铁矿的化学方程式为    4FeS₂ + 11O₂ 2Fe₂O₃ + 8SO₂

该反应中氧化剂和氧化产物之比为 ________；标准状态下得到4.48升SO₂ 时，一共转移了 ________mol e^－ 。（每空3分）

（2）已知温度、压强对SO₂平衡转化率的影响如下表所示：根据上表回答，SO₂转化到SO₃的

最佳反应条件是________。（每空2分）

A．400－500℃   0.1 MPa      B．400℃        10 MPa

C．500℃        10 MPa       D．400－500℃    1 MPa

（3）在一定条件下，1mol SO₂完全转化成SO₃气体时放出热量为Q₁ KJ，写出该反应的热化学方程式：________。若在该条件下将2 mol SO₂ 放入一定容积的密闭容器中，一段时间后测得反应放出热量为Q₂ KJ，则此时SO₂的转化率为________ （用含Q₁、Q₂代数式表示）。（每空2分）

（4）市售浓硫酸的密度是1.84 g / cm³、质量分数为98 % ，若用H₂SO₄· XH₂O来表示这种浓硫酸，则X为________ 。（每空2分）

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接触法制硫酸工艺三个步骤中的热化学方程式如下：

①4FeS2(s)＋11O2(g)＝2Fe2O3(s)＋8SO2(g) △H1＝―3412 kJ·mol－1

②2SO2(g)＋O2(g)＝2SO3(g) △H2＝―196.6 kJ·mol－1

③SO3(g)＋H2O(l)＝H2SO4(l) △H3＝―130.3 kJ·mol－1

A．反应①为吸热反应

B．反应②使用催化剂V2O5，△H2减小

C．反应③在接触室中进行

D．以FeS2为原料，理论上生产2mol H2SO4(l)所释放出的热量为1310.2 kJ

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燃煤及工业废气中的SO2是形成酸雨的主要原因，消除SO2是减少酸雨形成的有效方法。完成下列问题：

（1）已知：4FeS2（s）+11O2（g）═2Fe2O3（s）+8SO2（g）△H＝﹣3412.0kJ•mol﹣1

Fe2O3（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO2（g）△H＝﹣25.0　 kJ•mol﹣1

2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H＝﹣221.0　 kJ•mol﹣1

则2FeS2（s）+7O2（g）+3C（s）═2Fe（s）+3CO2（g）+4SO2（g）△H＝_____kJ•mol﹣1。

（2）碱性NaClO2溶液脱硫法

SO2与碱性NaClO2溶液反应的离子方程式为2SO2+ClO2﹣+4OH﹣⇌2SO42﹣+C1﹣+2H2O，已知pc＝﹣lgc（SO2）。在刚性容器中，将含SO2的废气通入碱性NaClO2溶液中，测得pc与温度的关系如图所示。

由图分析可知，该脱硫反应是_____反应（填“放热”或“吸热”）；若温度不变，增大压强，该脱硫反应的平衡常数K_____（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）燃料细菌脱硫法

①含FeS2的燃煤可用氧化亚铁硫杆菌（T．f）、氧化亚铁微螺菌（L．f）、氧化硫硫杆菌（T．t）进行脱硫，其脱硫过程如图所示：

已知：脱硫总反应为：FeS2+14Fe3++8H2O═2SO42﹣+15Fe2++16H+，

Ⅰ反应的化学方程式为：FeS2+6Fe3++3H2O═S2O32﹣+7Fe2++6H+；

写出Ⅱ反应的化学方程式_____。

②在上述脱硫反应中，氧化亚铁硫杆菌（T．f）与Fe3+的形成过程可视为下图所示的原电池：

该细胞膜为_____（填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”）。该电池的正极电极反应式为_____。该方法在高温下脱硫效率大大降低，原因是_____。

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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充分煅烧：

4 FeS₂ + 11 O₂ → 2 Fe₂O₃ + 8 SO₂

（1）所得气体中SO₂的体积分数不超过________%（保留一位小数）。

（2）在实际生产中，接触室SO₂与O₂的体积比以1:4较为适合。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2.5 m³ / s，则再往接触室里通入的空气的流速应该为___________m³ / s（保留一位小数，气体体积在同温同压下测定）。

（3）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）。

（4）硫酸厂常用氨水吸收尾气的SO₂、SO₃等，再向吸收液中加入浓硫酸，以制取高浓度的SO₂和(NH₄)₂SO₄、NH₄HSO₄固体。为了测定上述(NH₄)₂SO₄、NH₄HSO₄ 固体混合物的组成，现称取该样品四份〔(NH₄)₂SO₄和NH₄HSO₄的分解温度均高于200℃〕，实验数据如下：（气体均在标况下测定）

①该混合物中(NH₄)₂SO₄和NH₄HSO₄的物质的量之比____________

②所用NaOH溶液的物质的量浓度____________。

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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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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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