14.工業(yè)上用硫鐵礦石(主要成分FeS2)在沸騰爐中焙燒,經(jīng)過一系列反應(yīng),得到硫酸,焙燒后的礦渣用于煉鐵.其轉(zhuǎn)化過程如圖所示(部分條件、反應(yīng)物和產(chǎn)物已略去):

請回答下列問題:
(1)在上面轉(zhuǎn)化過程中,硫元素被氧化的反應(yīng)是①③(填反應(yīng)編號).
(2)寫出反應(yīng)②中煉鐵的化學(xué)方程式3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe+3CO2.若用1000t含雜質(zhì)28%的礦渣煉鐵,理論上可得到含鐵96%的生鐵質(zhì)量為525 t.
(3)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式4FeS2+11O2 $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2,若有12.0g FeS2參加反應(yīng),則發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.62×1023
(4)煙氣中SO2的排放會造成酸雨,工業(yè)上常用Na2SO3溶液來吸收SO2以減少對環(huán)境的危害.
①常溫下,將SO2通入一定體積的1.0mol•L-1Na2SO3溶液中,溶液pH不斷減。(dāng)溶液pH約為6時,吸收SO2的能力顯著下降,此時溶液中c(SO32-)的濃度是0.2mol•L-1,則溶液中c(HSO3-)是1.6mol•L-1.用化學(xué)平衡原理解釋此時溶液顯酸性的原因HSO3-?H++SO32-和HSO3-+H2O?H2SO3+OH-,HSO3-的電離程度大于其水解程度.
②向①中pH約為6時的吸收液中通入足量O2充分反應(yīng).取反應(yīng)后溶液10mL與10mLBaCl2溶液混合,欲使混合時能生成沉淀,所用BaCl2溶液的濃度不得低于2.4×10-10mol•L-1.[已知25℃時,Ksp(BaSO3)=5.48×10-7,Ksp(BaSO4)=1.08×10-10].

分析 硫鐵礦石(主要成分FeS2)在沸騰爐中焙燒,得到二氧化硫和礦渣主要成分為氧化鐵,二氧化硫催化氧化生成三氧化硫,三氧化硫溶于水生成硫酸,氧化鐵被一氧化碳還原生成單質(zhì)鐵,
(1)被氧化的元素是在反應(yīng)中化合價升高;
(2)反應(yīng)②中煉鐵的反應(yīng)為一氧化碳還原氧化銅鐵生成鐵和一氧化碳,結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算;
(3)反應(yīng)①是硫鐵礦石中硫化亞鐵被氧氣氧化生成氧化鐵和二氧化硫,化學(xué)方程式中定量關(guān)系和鹽酸化合價變化計(jì)算電子轉(zhuǎn)移總數(shù)來計(jì)算有12.0g FeS2參加反應(yīng),則發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子數(shù);
(4)①結(jié)合2Na2SO3+SO2+H2O═2NaHSO3分析離子濃度,溶液pH約為6時,吸收SO2的能力顯著下降,溶質(zhì)為NaHSO3,則電離大于其水解.
②向pH約為6的吸收劑中通入足量的O2,發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鈉和硫酸,結(jié)合硫元素守恒計(jì)算,注意溶液體積變化.

解答 解:(1)在上面轉(zhuǎn)化過程中,硫元素被氧化的反應(yīng)是①4FeS2+11O2 $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe2O3+8SO2,反應(yīng)中硫元素化合價-1價變化為+4價升高被氧化,③反應(yīng)為2SO2+O2$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO3,反應(yīng)中硫元素化合價+4價變化為+6價被氧化,
故答案為:①③;
(2)反應(yīng)②中煉鐵的反應(yīng)為一氧化碳還原氧化銅鐵生成鐵和一氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe+3CO2,若用1000t含雜質(zhì)28%的礦渣煉鐵,理論上可得到含鐵96%的生鐵質(zhì)量為x,
       3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe+3CO2
                160              112
  1000t×(1-28%)           96%x   
x=525
故答案為:3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe+3CO2; 525;
(3)反應(yīng)①是硫鐵礦石中硫化亞鐵被氧氣氧化生成氧化鐵和二氧化硫,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4FeS2+11O2 $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe2O3+8SO2,反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移總數(shù)44e-,反應(yīng)的FeS2的質(zhì)量為480g,則若有12.0g FeS2參加反應(yīng),則發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1.1mol,電子轉(zhuǎn)移總數(shù)6.62×1023或1.1NA,
故答案為:4FeS2+11O2 $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe2O3+8SO2; 6.62×1023或1.1NA;
(4)①由2Na2SO3+SO2+H2O═2NaHSO3,c(SO32-)的濃度是0.2mol•L-1,則反應(yīng)的Na2SO3溶液為1.0mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L,由反應(yīng)中的物質(zhì)的量關(guān)系可知,生成的c(HSO3-)為0.8mol/L×2=1.6mol/L;溶液中c(HSO3-)則電離大于其水解,溶液顯酸性,涉及平衡有HSO3-?H++SO32-和HSO3-+H2O?H2SO3+OH-,HSO3-的電離程度大于其水解程度,
故答案為:1.6;HSO3-?H++SO32-和HSO3-+H2O?H2SO3+OH-,HSO3-的電離程度大于其水解程度;
②向pH約為6的吸收劑中通入足量的O2,發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鈉和硫酸,發(fā)生的反應(yīng)為2NaHSO3+O2═Na2SO4+H2SO4,2Na2SO3+O2=2Na2SO4,則硫元素守恒得到混合溶液中硫酸根離子濃度=$\frac{0.01L×0.2mol/L+0.01L×1.6mol/L}{0.02L}$=0.9mol/L,
c(Ba2+)=$\frac{1.08×1{0}^{-10}}{0.9mol/L}$=1.2×10-10mol/L,則所用BaCl2溶液的濃度不得低于2.4×10-10mol/L,
故答案為:2.4×10-10

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)分離提純、化學(xué)方程式計(jì)算、鹽類水解應(yīng)用、氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移等知識點(diǎn),掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
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C.1mol Cl2與足量的Fe完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA
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