Question

【题目】以硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制备氯化铁晶体（FeCl36H2O）的工艺流程如图：

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 ， 该反应中被氧化的元素是 ．
（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为蒸发浓缩、冷却结晶、、、干燥，获得FeCl36H2O；
（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：

	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%

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 ．
（5）计算每生产1万吨98%硫酸所需要含80%FeS2的硫铁矿为吨（假设反应过程中硫的损失率为5%，结果保留一位小数）．

Answer 1

【答案】
（1）增大反应物的接触面积，提高原料的利用率；4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2；S和Fe
（2）提高铁元素的浸出率；抑制Fe3+水解
（3）过滤；洗涤
（4）放热；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
（5）7894.7
【解析】解：黄铁矿在高温下煅烧可以得到铁的氧化物，将其溶于盐酸中，可以得到含有亚铁离子、铁离子的盐溶液，向其中通入氯气，能将亚铁离子氧化为铁离子，氯化铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶就可以得到氯化铁的晶体．（1）煅烧时粉碎硫铁矿的目的是增大接触面积增大反应速率，提高原理利用率；依据流程可知反应物为FeS2和氧气，生成物为二氧化硫和氧化铁，反应的方程式为：4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 ， 反应中铁元素化合价+2价升高为+3价，所以贴元素被氧化，硫元素从﹣1价变化为+4价，化合价升高失电子被氧化，被氧化的元素为Fe和S；所以答案是：增大反应物的接触面积，提高原料的利用率；4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2；Fe和S；（2）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是使氧化铁溶解为氯化铁，抑制铁离子的水解，所以答案是：提高铁元素的浸出率；抑制Fe3+水解；（3）操作a为由溶液获得晶体需加热蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，获得FeCl36H2O，所以答案是：过滤；洗涤；（4）由表中数据可知，压强一定时，温度升高时，SO2的转化率降低，说明升高温度有利于平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应，
所以答案是：放热；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；（5）反应的关系式为：FeS2～2SO2～2SO3～2H2SO4 ，
设生产1万吨98%硫酸所需要含80% FeS2质量为x，反应过程中硫的损失率为5%，硫元素利用率95%，

FeS2	～	2SO2	～	2SO3	～	2H2SO4
120						196
x×80%×95%						1×104t×98%

x×80%×95% 1×104t×98%
x= =7894.7t，
所以答案是：7894.7．