Question

硫铁矿又称黄铁矿，是生产硫酸的原料，其主要成分为FeS2。850℃～900℃时，硫铁矿

硫铁矿又称黄铁矿，是生产硫酸的原料，其主要成分为FeS2。850℃～900℃时，硫铁矿在纯净的氧气中煅烧，可能发生下列反应：
① 3FeS2＋8O2→Fe3O4＋6SO2 ② 4FeS2＋11O2→2Fe2O3＋8SO2

⑵480 g纯净的FeS2在氧气中完全反应，若所得固体中，Fe和O的物质的量之比
n(Fe)∶n(O)＝4∶a，此时消耗氧气b mol。

② b的最小值为_______▲ ____。

Answer 1

从题目给出的反应方程式可以看出，FeS2中S元素消耗O2不管按照哪个反应进行都是一样多的（因为都是生成SO2），耗氧量多少关键是看Fe元素最后转化成什么。
如果转化为含O较少的Fe3O4，消耗氧就少；反之转化成含O较多的Fe2O3，则消耗O2就多。
480gFeS2物质的量为480g÷120g/mol=4mol，其中的含8molS原子和4molFe原子，S转化为SO2消耗8molO2，则Fe消耗的O2就是(b-8)mol，根据题意可知n(Fe) : n(O) ＝ 4 : a = 4 : 2(b-8)，解得：2b = a+16。
当FeS2全部生成含氧的质量分数较大的Fe2O3时，消耗氧最多，Fe2O3中n(Fe) : n(O) ＝ 4 : a = 2 : 3，也就是a = 6，此时2b = a+16 = 22，b = 11。
当FeS2全部生成含氧的质量分数较小的Fe3O4时，消耗氧最少，Fe2O3中n(Fe) : n(O) ＝ 4 : a = 3 : 4，也就是a = 16/3，此时2b = a+16 = 64/3，b = 32/3。
这是因为要解释a与b的关系才这样算的，如果只是要求出耗氧量的最小值，完全可以根据反应方程式计算得出。
3FeS2＋8O2→Fe3O4＋6SO2
3 8
4 x
x = 32/3
4FeS2＋11O2→2Fe2O3＋8SO2
4 11
4 y
y = 11