Question

以含硫铁矿石为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

请回答下列问题：
（1）将燃烧含硫铁矿石的化学方程式补充完整：4______+11O₂2Fe₂O₃+8SO₂．
充分煅烧含硫铁矿石Wg，反应完全后冷却至室温，称得固体物质的质量是mg，生成SO₂为VL，则含硫铁矿石中硫元素的质量分数是（假设矿石中的杂质受热不分解，也不会与SO₂反应）______．
A.    B.    C.   D.
（2）接触室中发生反应的化学方程式是______

Answer

根据题干条件结合工业制硫酸的步骤和原理进行分析判断和计算；
（1）主要是掌握硫铁矿的成分和化学式的书写，同时根据化学方程式计算求得硫铁矿中硫元素的含量；
（2）接触室中发生反应是把二氧化硫在催化剂的表面进行催化氧化生成三氧化硫；
（3）从速率和化学平衡角度分析影响反应速率和平衡的因素；
（4）工业制硫酸最后吸收三氧化硫避免形成酸雾，不用水吸收，而是用浓硫酸；结合反应和量正确书写热化学方程式；
（5）集合二氧化硫的化学性质，遇到强氧化剂表现还原性，遇到强还原剂表现氧化性；
【解析】
（1）铁矿石又叫黄铁矿主要含有FeS2，利用FeS2和氧气反应制取二氧化硫气体；根据化学方程式铁矿石中的硫元素转化为二氧化硫，由硫元素守恒可计算硫元素在铁矿石中的含量，利用固体变化计算；
4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2     固体质量减轻
8×64△m=512-352=160             
 m（SO2）                       （ W-m）g
 m（SO2）=（W-m）g，
n（SO2）=（W-m）mol，
硫铁矿石中硫元素的质量分数=×100%=；
故答案为：（1）FeS2；D 
（2）接触室主要是利用催化剂把二氧化硫在催化剂表面氧化为三氧化硫所以化学方程式为2SO2+O23SO3；
某温度下，进入接触室内SO2和O2的物质的量比为1：1，反应达到平衡时，压强减少，则SO2的转化率根据平衡计算，设二氧化硫反应的物质的量为x
       2SO2+O22SO3
起始量  1    1         0
变化量 x     0.5x      x
平衡量1-x   1-0.5x    x
反应达到平衡时，压强减少，即（1-x ）+（ 1-0.5x）+x=2（1-）；x=0.8，
所以二氧化硫转化率为80%；
故答案为；2SO2+O23SO3；80%；
（3）a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎，目的是增加接触面积提高反应速率，故正确；
b．过量空气能提高SO2的转化率，增加氧气的量会提高二氧化硫的转化率，故正确；
c．使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率，催化剂能提高反应速率，但不改变平衡，转化率不变，故错误；
d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁，产物中生成的氧化铁可用于工业炼铁，故正确；
故选abd；
（4）用水吸收三氧化硫易形成酸雾不利于三氧化硫的吸收，工业上用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫；
每240g SO3气体与H2O化合放出390.9kJ的热量，即3molSO3与水化合放热390.9kJ，1molSO3与H2O化合放出130.3kJ，根据书写热化学方程式的要求写出：SO3（g）+H2O（l）═H2SO4（l）；△H=-130.3kJ/mol；
故答案为：浓硫酸； SO3（g）+H2O（l）═H2SO4（l）；△H=-130.3kJ/mol；
（5）溴单质是强氧化剂，可以把二氧化硫氧化为硫酸，本身被还原为溴离子，结合氧化还原反应的特征和规律写出离子方程式，为SO2+Br2+2H2O═4H++2Br-+SO42-；
故答案为：SO2+Br2+2H2O═4H++2Br-+SO42-