Question

【化學(xué)--選修2化學(xué)與技術(shù)】
黃鐵礦是我國大多數(shù)硫酸廠制取硫酸的主要原料．某化學(xué)興趣小組對某黃鐵礦石（主要 成分為FeS2）進(jìn)行硫元素含量測定的實(shí)驗(yàn)探究及工業(yè)生產(chǎn)硫酸的探究．
Ⅰ．將m₁g該黃鐵礦樣品（雜質(zhì)中不含硫和鐵）放入如圖所示裝置（夾持和加熱裝置 省略）的石英管中，從a處不斷地緩緩?fù)ㄈ肟諝�，高溫灼燒石英管中的黃鐵礦樣品至反應(yīng)完全．石英管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4FeS₂+11O₂

高溫  .

2Fe₂O+₃8SO₂
Ⅱ．反應(yīng)結(jié)束后，將乙瓶中的溶液進(jìn)行如下處理：

（1）Ⅰ中，乙瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有

 

、

 

．
（2）Ⅱ中，所加H₂O₂溶液需足量的理由是

 

（3）該黃鐵礦石中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

（4）簡述在催化反應(yīng)室中設(shè)置熱交換器的目的：

 

．
（5）工業(yè)生產(chǎn)中常用氨--硫酸法進(jìn)行尾氣脫硫，以達(dá)到消除污染、廢物利用的目的，用 兩個(gè)化學(xué)方程式表示其反應(yīng)原理

 

、

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）甲瓶是利用氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化碳，避免干擾乙裝置對二氧化硫的定量測定；乙瓶內(nèi)是二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉，亞硫酸鈉被氧氣氧化為硫酸鈉；
（2）過氧化氫可以把乙瓶中的亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉；
（3）依據(jù)硫元素守恒計(jì)算分析得到；
（4）依據(jù)反應(yīng)原理和反應(yīng)過程中催化氧化的目的是氧化二氧化硫?yàn)槿�氧化硫，反�?yīng)是放熱反應(yīng)，熱交換器可以利用放出的熱量預(yù)熱參加反應(yīng)的二氧化硫和氧氣；
（5）二氧化硫和氨氣水反應(yīng)生成亞硫酸銨或亞硫酸氫銨，亞硫酸銨或亞硫酸氫銨和硫酸反應(yīng)生成硫酸銨，二氧化硫和水．

解答： 解：（1）甲瓶是利用氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化碳，提供氧氣氧化硫鐵礦，避免二氧化碳干擾乙裝置對二氧化硫的定量測定；乙瓶內(nèi)是二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉，亞硫酸鈉被氧氣氧化為硫酸鈉，反應(yīng)的離子方程式為SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O、2SO₃^2-+O₂=2SO₄^2-，
故答案為：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；2SO₃^2-+O₂=2SO₄^2-；
（2）由流程可知加入過氧化氫把亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，且不引入雜質(zhì)，故答案為：使SO₃^2-完全氧化為SO₄^2-；
（3）將m₁ g該黃鐵礦樣品放入如圖1所示裝置（夾持和加熱裝置省略）的石英管中，從a處不斷地緩緩?fù)ㄈ肟諝�，高溫灼燒石英管中的黃鐵礦樣品至反應(yīng)完全，生成的二氧化硫被過量氫氧化鈉吸收生成亞硫酸鈉，部分被氧化為硫酸鈉，加入過氧化氫把亞硫酸鈉全部氧化為硫酸鈉，加入過量綠化比溶液得到沉淀質(zhì)量為m₂g為硫酸鋇的質(zhì)量，物質(zhì)的量=

m2

233

mol；
則黃鐵礦中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

m2 233 ×32

m1

×100%=

32m2

233m1

×100%，
故答案為：

32m2

233m1

×100%；
（4）依據(jù)反應(yīng)原理和反應(yīng)過程中催化氧化的目的是氧化二氧化硫?yàn)槿�氧化硫，反�?yīng)是放熱反應(yīng)，熱交換器可以利用放出的熱量預(yù)熱參加反應(yīng)的二氧化硫和氧氣，
故答案為：利用二氧化硫被氧化為三氧化硫時(shí)放出的熱量來預(yù)熱即將參加反應(yīng)的二氧化硫和氧氣；
（5）二氧化硫和氨氣水反應(yīng)生成亞硫酸銨或亞硫酸氫銨，亞硫酸銨或亞硫酸氫銨和硫酸反應(yīng)生成硫酸銨，二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SO₂+NH₃+H₂O=NH₄HSO₃或SO₂+2NH₃+H₂O=（NH₄）₂SO₄，2NH₄HSO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+2SO₂↑+2H₂O或（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案為：SO₂+NH₃+H₂O=NH₄HSO₃或SO₂+2NH₃+H₂O=（NH₄）₂SO₄；2NH₄HSO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+2SO₂↑+2H₂O或（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+SO₂↑+H₂O．

點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和流程分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)和干信息的利用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．