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工业上生产硫酸的原料,一种是黄铁矿,其主要成分为FeS 2 (S为-1价);另一种是磁黄铁矿,其主要成分是Fe 1-x S(S为-2价),式中x通常为0.1~0.2,既含有Fe 2 + 又含有Fe 3 + 。 生产硫酸时将矿石煅烧,发生反应如下: ① 4 FeS 2 + 11 O 2 → 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2 ② 4 Fe 1-x S + (7-3x) O 2 → 2 (1-x) Fe 2 O 3 + 4 SO 2 含FeS 2 72%的黄铁矿10吨,理论上最多可以生产98%的浓硫酸 吨(矿石中无其他含硫物质)。 若磁黄铁矿Fe 1-x S中x=0.1,则Fe 1-x S中Fe 2 + 与Fe 3 + 的物质的量之比为 :1。 煅烧矿石时,为了尽可能地将矿石中的硫转变为SO 2 ,需通入过量20%的空气(其中N 2 与O 2 的体积比为4:1,假设无其他气体成分),计算磁黄铁矿充分煅烧后排出的气体中SO 2 的体积分数(用含x的代数式表示)。