Question

工业上用硫铁矿石（主要成分FeS₂）在沸腾炉中焙烧，经过一系列反应，得到硫酸．焙烧后的矿渣用于炼铁．其转化过程如下（部分条件和产物已略去）．

请回答下列问题：
（1）如图出现的含硫元素的物质中，属于氧化物的有    （填化学式）．
（2）FeS₂中的铁元素是+2价，硫元素的化合价为    ．
（3）写出②处炼铁的化学方程式    ．若用2000t含杂质30%的矿渣炼铁，理论上可得到含铁98%的生铁质量为     t．
（4）在煤炭燃烧过程中也会产生SO₂．工业上将煤燃烧产生的烟气通入吸收塔，用石灰水淋洗，外加氧气的作用，使之反应生成硫酸钙和水．请写出该反应的化学方程式    ．

Answer

（1）根据氧化物的概念：氧化物中只有两种元素且是含有氧元素的化合物，进行分析解答．
（2）根据在化合物中正负化合价代数和为零，结合FeS2的化学式进行解答本题．
（3）根据炼铁的反应原理可知，结合化学方程式的书写方法、步骤，写出炼铁反应的化学方程式即可．由矿渣的质量、杂质的质量分数、生铁中铁的质量分数，根据炼铁的化学方程式可以列式计算出炼出生铁的质量．
（4）根据题意，产生的SO2用石灰水淋洗，外加氧气的作用，使之反应生成硫酸钙和水，写出反应的化学方程式即可．
【解析】
（1）图中出现的含硫元素的物质中，SO2、SO3是由两种元素组成的且有一种是氧元素的化合物，均属于氧化物；H2SO4是由氢、硫、氧三种元素组成的化合物，不属于氧化物．
（2）铁氧元素显+2，设硫元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可知FeS2中硫元素的化合价：（+2）+2x=0，则x=-1．
（3）工业上炼铁是用还原剂一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2；
设理论上可炼出含铁98%的生铁质量为x．
Fe2O3+3CO 3CO2+2Fe
160                   112
2000t×（1-30%）      98%x
      x=1000t
（4）根据题意，SO2、石灰水、氧气反应生成硫酸钙和水，反应的化学方程式为2SO2 +2Ca（OH）2 +O2 ═2CaSO4 +2H2O．
故答案为：（1）SO2、SO3；（2）-1；（3）3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2；1000；（4）2SO2 +2Ca（OH）2 +O2 ═2CaSO4 +2H2O．