Question

【題目】以硫鐵礦（主要成分為FeS2）為原料制備氯化鐵晶體（FeCl36H2O）的工藝流程如圖：

回答下列問(wèn)題：
（1）煅燒時(shí)粉碎硫鐵礦的目的是 ． 該反應(yīng)的化學(xué)方程式 ， 該反應(yīng)中被氧化的元素是 ．
（2）酸溶及后續(xù)過(guò)程中均需保持鹽酸過(guò)量，其目的是、；
（3）操作a為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、、、干燥，獲得FeCl36H2O；
（4）焙燒產(chǎn)生的二氧化硫可以用來(lái)生產(chǎn)硫酸，其中利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是一個(gè)關(guān)鍵步驟．壓強(qiáng)及溫度對(duì)SO2轉(zhuǎn)化率的影響如下表：

	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%

根據(jù)表中的數(shù)據(jù)判斷該反應(yīng)的正向?qū)儆?/span>（填“放熱“或”吸熱“）反應(yīng)，理由是 ．
（5）計(jì)算每生產(chǎn)1萬(wàn)噸98%硫酸所需要含80%FeS2的硫鐵礦為噸（假設(shè)反應(yīng)過(guò)程中硫的損失率為5%，結(jié)果保留一位小數(shù)）．

Answer 1

【答案】
（1）增大反應(yīng)物的接觸面積，提高原料的利用率；4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2；S和Fe
（2）提高鐵元素的浸出率；抑制Fe3+水解
（3）過(guò)濾；洗滌
（4）放熱；壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度升高，SO2轉(zhuǎn)化率下降，說(shuō)明升溫平衡逆向移動(dòng)，則正向放熱
（5）7894.7
【解析】解：黃鐵礦在高溫下煅燒可以得到鐵的氧化物，將其溶于鹽酸中，可以得到含有亞鐵離子、鐵離子的鹽溶液，向其中通入氯氣，能將亞鐵離子氧化為鐵離子，氯化鐵溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶就可以得到氯化鐵的晶體．（1）煅燒時(shí)粉碎硫鐵礦的目的是增大接觸面積增大反應(yīng)速率，提高原理利用率；依據(jù)流程可知反應(yīng)物為FeS2和氧氣，生成物為二氧化硫和氧化鐵，反應(yīng)的方程式為：4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 ， 反應(yīng)中鐵元素化合價(jià)+2價(jià)升高為+3價(jià)，所以貼元素被氧化，硫元素從﹣1價(jià)變化為+4價(jià)，化合價(jià)升高失電子被氧化，被氧化的元素為Fe和S；所以答案是：增大反應(yīng)物的接觸面積，提高原料的利用率；4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2；Fe和S；（2）酸溶及后續(xù)過(guò)程中均需保持鹽酸過(guò)量，其目的是使氧化鐵溶解為氯化鐵，抑制鐵離子的水解，所以答案是：提高鐵元素的浸出率；抑制Fe3+水解；（3）操作a為由溶液獲得晶體需加熱蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥，獲得FeCl36H2O，所以答案是：過(guò)濾；洗滌；（4）由表中數(shù)據(jù)可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度升高時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率降低，說(shuō)明升高溫度有利于平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
所以答案是：放熱；壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度升高，SO2轉(zhuǎn)化率下降，說(shuō)明升溫平衡逆向移動(dòng)，則正向放熱；（5）反應(yīng)的關(guān)系式為：FeS2～2SO2～2SO3～2H2SO4 ，
設(shè)生產(chǎn)1萬(wàn)噸98%硫酸所需要含80% FeS2質(zhì)量為x，反應(yīng)過(guò)程中硫的損失率為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．