Question

9．工業(yè)上用黃鐵礦石【主要成分FeS₂（讀作二硫化亞鐵）】在沸騰爐中焙燒，經(jīng)過一系列的反應(yīng)得到硫酸．焙燒后的礦渣可用于煉鐵，其轉(zhuǎn)化過程如圖：

請(qǐng)回答下列問題
（1）補(bǔ)全焙燒FeS₂的化學(xué)方程式：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂↑．
（2）用礦渣煉鐵的化學(xué)方程式3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）寫出自然界中某酸雨地區(qū)形成酸雨（SO₂→H₂SO₄）的一條途徑的反應(yīng)原理2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2SO₃；SO₃+H₂O=H₂SO₄．
（4）改良酸性土壤的方法是向酸性土壤中加入熟石灰．
（5）在上述轉(zhuǎn)化過程中硫元素呈現(xiàn)的化合價(jià)是-1；+4；+6．
（6）煤燃燒過程中也會(huì)產(chǎn)生二氧化硫，為防止環(huán)境污染，工業(yè)上必須進(jìn)行脫硫處理，其反應(yīng)原理有：2CaCO₃+2SO₂+O₂═2CaSO₄+2CO₂；若要吸收32g的二氧化硫氣體，理論上需要碳酸鈣的質(zhì)量為50kg．
（7）用黃鐵礦石煉鐵的危害是產(chǎn)生污染空氣的二氧化硫．

Answer 1

分析 （1）質(zhì)量守恒定律定律的微觀解釋是原子的三不變，即化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類不變、原子的數(shù)目不變、原子的質(zhì)量不變，據(jù)此分析解答即可．
（2）根據(jù)煉鐵的反應(yīng)原理可知，結(jié)合化學(xué)方程式的書寫方法、步驟，寫出煉鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式即可．
（3）根據(jù)反應(yīng)物和生成物減輕質(zhì)量守恒定律可以書寫化學(xué)方程式解答．
（4）根據(jù)改良酸性土壤可利用酸堿中和反應(yīng)，可向酸性土壤中加入堿性物質(zhì)，據(jù)此進(jìn)行分析解答．
（5）根據(jù)單質(zhì)中元素的化合價(jià)為0、在化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零，結(jié)合含硫元素的化學(xué)式進(jìn)行解答本題．
（6）由于題目給出了發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的方程式，所以根據(jù)化學(xué)方程式和二氧化硫的質(zhì)量求算碳酸鈣的質(zhì)量．
（7）用黃鐵礦石煉鐵的過程中能產(chǎn)生二氧化硫．

解答 解：（1）在反應(yīng)前原子的種類和數(shù)目分別為：Fe→4個(gè)，O→22個(gè)，S→8個(gè)，反應(yīng)后原子的種類和數(shù)目分別為：S→8個(gè)，O→16個(gè)，所以根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變可得：2個(gè)空分子中含有個(gè)4個(gè)Fe和6個(gè)O，所以1個(gè)中含有2個(gè)Fe和3個(gè)O，化學(xué)式為Fe₂O₃．
故填：Fe₂O₃．
（2）工業(yè)上煉鐵是用還原劑一氧化碳與氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；故填：3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）二氧化硫在催化劑的作用下能和氧氣反應(yīng)生成三氧化硫，三氧化硫和水反應(yīng)能生成硫酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2SO₃；SO₃+H₂O=H₂SO₄；故填：2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2SO₃；SO₃+H₂O=H₂SO₄．
（4）改良酸性土壤可利用酸堿中和反應(yīng)，向酸性土壤中加入堿性物質(zhì)，如熟石灰，熟石灰與酸性土壤中的酸（如硫酸）反應(yīng)生成硫酸鈣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+H₂SO₄═CaSO₄+2H₂O．
故答案為：向酸性土壤中加入熟石灰．
（5）在二硫化亞鐵（FeS₂） 中，亞鐵為+2，在化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零，故硫?yàn)?1價(jià)，在SO₂中，氧為-2價(jià)，故硫?yàn)?4價(jià)；在SO₃中，氧為-2價(jià)，故硫?yàn)?6價(jià)；在H₂SO₄硫?yàn)?6價(jià)；在上述轉(zhuǎn)化過程中硫元素呈現(xiàn)的化合價(jià)是-1；+4；+6；答案：-1；+4；+6；
（6）設(shè)樣品中碳酸鈣的質(zhì)量為x
2CaCO₃+2SO₂+O₂═2CaSO₄+2CO₂．
   200      128
    x        32kg
$\frac{200}{x}=\frac{128}{32kg}$
x=50kg
故填：50kg．
（7）用黃鐵礦石煉鐵的過程中能產(chǎn)生二氧化硫．二氧化硫有毒，污染空氣；答案：產(chǎn)生污染空氣的二氧化硫．

點(diǎn)評(píng) 本題難度不大，掌握氧化物的特征、利用化合價(jià)的原則計(jì)算指定元素的化合價(jià)的方法、化學(xué)方程式的書寫方法、含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算等是正確解答本題的關(guān)鍵．