Question

以硫铁矿（主要成分为FeS₂）为原料制备氯化铁晶体（FeCl₃·6H₂O）的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）煅烧时粉碎硫铁矿的目的是                                ，该反应的化学方程式为                               。

（2）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是                      。

（3）操作a为                         、过滤、洗涤、干燥，获得FeCl₃·6 H₂O。

（4）焙烧产生的二氧化硫可以用来生产硫酸，其中利用催化氧化反应将SO₂转化为SO₃是一个关键步骤。压强及温度对SO₂转化率的影响如下表：

压强/ＫPa 温度/℃	0.1	0.5	1	10
400	99.2%	99.6%	99.7%	99.9%
500	93.5%	96.9%	97.8%	99.3%
600	73.7%	85.8%	89.5%	96.4%

①根据表中的数据判断该反应的正向属于          （填“放热”或“吸热”）反应，理由是                                                                 。

②在400～500℃时，SO₂的催化氧化采用常压而不是高压，主要原因是              

                                                           ；

（5）计算每生产1万吨98％硫酸所需要含80% FeS₂的           吨（假设反应过程中硫的利用率为90%，结果保留一位小数）。

Answer 1

（（1）增大反应物的接触面积，提高原料的利用率（2分）

4FeS₂+11O_{22Fe2O3+8SO2（2分）}

（2）提高铁元素的浸出率（1分） 抑制Fe^3＋水解（1分）

（3）蒸发浓缩、冷却结晶（2分）

（4）①放热（1分） 压强一定时，温度升高，SO₂转化率下降，说明升温平衡逆向移动，则正向放热 （2分）

②在常压、400～500 ⁰C时SO₂的转化率已经很高，若加压会增大对设备的要求、增大投资和能源消耗 （2分）

（5）8333.3吨 （2分）