Question

7．工業(yè)上用硫鐵礦石（主要成分FeS₂）在沸騰爐中焙燒，經過一系列反應，得到硫酸．焙燒后的礦渣用于煉鐵．其轉化過程如圖（部分條件和產物已略去）．

請回答下列問題：
（1）上圖出現的含硫元素的物質中，屬于氧化物的有SO₂、SO₃（填化學式）．
（2）FeS₂中的鐵元素是+2價，硫元素的化合價為-1．
（3）寫出②處煉鐵的化學方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．若用2000t含雜質30%的礦渣煉鐵，理論上可得到含鐵98%的生鐵質量為1000 t．

Answer 1

分析 （1）根據氧化物的概念：氧化物中只有兩種元素且是含有氧元素的化合物，進行分析解答；
（2）根據在化合物中正負化合價代數和為零，結合FeS₂的化學式進行解答本題；
（3）根據煉鐵的反應原理可知，結合化學方程式的書寫方法、步驟，寫出煉鐵反應的化學方程式即可．由礦渣的質量、雜質的質量分數、生鐵中鐵的質量分數，根據煉鐵的化學方程式可以列式計算出煉出生鐵的質量．

解答 解：（1）圖中出現的含硫元素的物質中，SO₂、SO₃是由兩種元素組成的且有一種是氧元素的化合物，均屬于氧化物；H₂SO₄是由氫、硫、氧三種元素組成的化合物，不屬于氧化物；
（2）鐵氧元素顯+2，設硫元素的化合價是x，根據在化合物中正負化合價代數和為零，可知FeS₂中硫元素的化合價：（+2）+2x=0，則x=-1；
（3）工業(yè)上煉鐵是用還原劑一氧化碳與氧化鐵在高溫下反應生成鐵和二氧化碳，反應的化學方程式為3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
設理論上可煉出含鐵98%的生鐵質量為x．
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO₂+2Fe
160                   112
2000t×（1-30%）      98%x
$\frac{160}{2000t×（1-30%）}$=$\frac{112}{98%x}$
      x=1000t．
故答案為：（1）SO₂、SO₃；
（2）-1；
（3）3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；1000．

點評 本題難度不大，掌握氧化物的特征、利用化合價的原則計算指定元素的化合價的方法、化學方程式的書寫方法、含雜質物質的化學方程式的計算等是正確解答本題的關鍵．