以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下

Question

以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下
（1）将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整：
4 +11
（2）接触室中发生反应的化学方程式是 。
（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是（选填序号字母） 。
a. 为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎
b. 过量空气能提高 的转化率
c. 使用催化剂能提高 的反应速率和转化率
d. 沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
（4）每160g 气体与 化合放出260.6kJ的热量，该反应的热化学方程是 。
（5）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的 和铵盐。
① 既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的 。 吸收 的离子方程式是 。
② 为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的 溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解)。该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量。
部分测定结果；
铵盐质量为10.00g和20.00g 时，浓硫酸增加的质量相同；铵盐质量为30.00g时，浓硫酸增加的质量为0.68g；铵盐质量为40.00g时，浓硫酸的质量不变。
计算：该铵盐中氮元素的质量分数是 %； 若铵盐质量为15.00g。 浓硫酸增加的质量为 。 （计算结果保留两位小数）
最后一个问题要详细的讲解和步骤，3Q

Answer 1

（1）根据原子守恒即可判断该物质为FeS2。
（2）SO2和O2在接触室发生反应生成SO3：2SO2 + O2 2SO3。
（3）选项a，将黄铁矿粉碎更增加反应接触面积而加快反应速率。选项b，增加空气（O2）浓度能提高SO2的转化率。选项c，催化剂对转化率无影响。选项d，矿渣中含有Fe2O3，可用于冶炼铁。
（4）160g SO3(g)与H2O(l)反应生成H2SO4(l)放出260.6kJ热量，则1mol SO3(g)与H2O(l)反应生成H2SO4(l)放出130.3kJ热量，则相关热化学方程式为： SO3(g) + H2O(l)＝H2SO4(l)；△H＝－130.3kJ/mol。
（5）10g时说明铵盐不足,20g时说明氢氧化钠不足,由10.00g和20.00g 时浓硫酸增加的质量相同说明铵盐有酸式根产生的氨气, 氢氧化钠的物质的量浓度为Cmol/L
设10克中有Xmol的 (NH4)2SO4和ymol的NH4HSO4则
132X + 115y=10…………………………………………………….(1)
10g时说明铵盐不足由N守恒知
n(NH3)=2X+ y
20g时铵盐已经过量，氢氧化钠先和酸式根反应，则(NH4)2SO4为2Xmol，2ymol的NH4HSO4
HSO4— + OH— = SO42— + H2O
1 1
2y 2y
NH4+ + OH— = NH3 + H2O
1 1
50C×10—3—2y 50C×10—3—2y
由于产生的氨气一样多
n(NH3)=2X + y=50C×10—3—2y………………………………….(2)
30g时铵盐过量，则(NH4)2SO4为3Xmol，3ymol的NH4HSO4 n(NH3)=0.68/17=0.04mol
HSO4— + OH— = SO42— + H2O
1 1
3y 3y
NH4+ + OH— = NH3 + H2O
1 1
50C×10—3—3y 0.04
所以
50C×10—3—3y=0.04…………………………………………………….(3)
联立(1) (2) (3)解得
X=0.02mol y=0.064mol C=4.64mol/L
氮的质量百分含量= ×100％=(0.04+0.064) ×14/10×100％=14.56％
15g时铵盐已经过量，则(NH4)2SO4为1.5Xmol，1.5 ymol的NH4HSO4
HSO4— + OH— = SO42— + H2O
1 1
1.5y 1.5y
NH4+ + OH— = NH3 + H2O
1 1
50C×10—3—1.5y 50C×10—3—1.5y
n(NH3)= 50C×10—3—1.5y=50×4.64×10—3—1.5×0.064=0.136mol
m(NH3)=0.136×17=2.31g

Answer 2

4FeS+7O2=4SO2+2Fe2o3