四、计算题(共12分)
17. (2025·南京期中)空气是人类宝贵的资源。工业上以黄铁矿为原料利用空气中的氧气生产硫酸的主要流程如图所示。

(1)上述流程所涉及的含硫物质中,硫元素化合价为+6的是(填化学式)。
(2)接触室内温度为$400$~$500\ \mathrm{° C}$时,$\ce{SO_{2}}$在催化剂作用下转化为$\ce{SO_{3}}$,该反应的化学方程式为。
(3)吸收塔内发生反应的化学方程式为。(已知反应物与生成物的化学计量数之比为$1:1:1$)
(4)在反应室内发生的主要化学反应为$\ce{4FeS_{2} + 11O_{2}\xlongequal{高温}2Fe_{2}O_{3} + 8SO_{2}}$。现有含$120\ \mathrm{t}\ \ce{FeS_{2}}$的黄铁矿在反应室中完全反应,理论上最多能得到二氧化硫的质量是多少?(写出计算过程)
学霸 094

(1)$\ce{SO_{3}}$、$\ce{H_{2}SO_{4}}$ (2)$\ce{2SO_{2} + O_{2}\xlongequal[400~500℃]{催化剂}2SO_{3}}$ (3)$\ce{SO_{3} + H_{2}O = H_{2}SO_{4}}$
(4)解:设得到二氧化硫的质量为x,则
$\ce{4FeS_{2} + 11O_{2}\xlongequal{高温}2Fe_{2}O_{3} + 8SO_{2}}$
480 512
120 t x
$\frac{480}{512}=\frac{120\ \mathrm{t}}{x}$ 解得x=128 t
答:理论上最多能得到二氧化硫的质量是128 t。
解析:(1)$\ce{FeS_{2}}$中硫元素是-1价,$\ce{SO_{2}}$中硫元素为+4价,$\ce{SO_{3}}$中硫元素是+6价,$\ce{H_{2}SO_{4}}$中硫元素是+6价。(2)$\ce{SO_{2}}$在400~500 ℃时在催化剂作用下转化为$\ce{SO_{3}}$。(3)根据反应前后原子的种类和个数不变,则吸收塔中三氧化硫和水反应生成硫酸。