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    硫酸厂购进一批黄铁矿，用接触法生产H2SO4。

    （1）化验室取矿石样品10.0 g，在氧气流中充分煅烧后，称得残留固体质量为7.60 g。计算矿石中FeS2的质量分数（设有杂质为SiO2）。

    （2）用这种矿石100 t理论上可制得“发烟硫酸”多少吨（设发烟硫酸中SO3和H2SO4物质的量之比为1∶2）？

    （3）向制得的“发烟硫酸”中加入多少水可得98%的浓H2SO4？

    （4）这种黄铁矿煅烧后的矿渣中铁的质量分数是多少？

    解析：（1）差量法

    FeS2  ～  Fe2O3          Δm

    120      ×160=80        40

    m（FeS2）          （10.0－7.60）g=2.4 g

    m（FeS2）=7.2 g

    w（FeS2）=×100%=72.0%。

    （2）守恒法

    FeS2～2SO2～2SO3～2H2SO4～（SO3·2H2SO4）

    120                                          ×（80+2×98）=184

    100 t×72%                                   m（发烟硫酸）

    m（发烟硫酸）==110.4 t，

    n（SO3·2H2SO4）==4.0×105 mol。

    （3）由（2）知

    n（SO3）=n（SO3·2H2SO4）=4.0×105 mol

    n（H2SO4）=2n（SO3·2H2SO4）=8.0×105 mol

    SO3+H2O====H2SO4

    n1（H2O）=n（SO3）=4.0×105 mol

    m1（H2O）=4.0×105 mol×18 g·mol－1=7.2×106 g=7.2 t

    硫酸质量：12.0×105 mol×98 g·mol－1=117.6×106 g=117.6 t

    变成98%的H2SO4还需加水

    －117.6 t=2.4 t

    两次共加水2.4 t+7.2 t=9.6 t。

    （4）煅烧前后铁元素的质量未变，

    m（Fe）=×72%×10.0 g=3.36 g

    w（Fe）=×100%=44.2%。

    答案：（1）72.0%  （2）110.4 t  （3）9.6 t  （4）44.2%


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