硫鐵礦又稱黃鐵礦,是生產硫酸的原料,其主要成分爲FeS2.850℃～900℃時,硫鐵礦在純淨的氧氣中煅燒,可能發生下列反

題目：

硫鐵礦又稱黃鐵礦,是生產硫酸的原料,其主要成分爲FeS2.850℃～900℃時,硫鐵礦在純淨的氧氣中煅燒,可能發生下列反應：
① 3FeS2＋8O2→Fe3O4＋6SO2 ② 4FeS2＋11O2→2Fe2O3＋8SO2
⑵480 g純淨的FeS2在氧氣中完全反應,若所得固體中,Fe和O的物質的量之比
n(Fe)∶n(O)＝4∶a,此時消耗氧氣b mol.
② b的最小值爲_______▲ ____.

解答：

從題目給出的反應方程式可以看出,FeS2中S元素消耗O2不管按照哪個反應進行都是一樣多的（因爲都是生成SO2）,耗氧量多少關鍵是看Fe元素最後轉化成什麼.
如果轉化爲含O較少的Fe3O4,消耗氧就少；反之轉化成含O較多的Fe2O3,則消耗O2就多.
480gFeS2物質的量爲480g÷120g/mol=4mol,其中的含8molS原子和4molFe原子,S轉化爲SO2消耗8molO2,則Fe消耗的O2就是(b-8)mol,根據題意可知n(Fe) : n(O) ＝ 4 : a = 4 : 2(b-8),解得：2b = a+16.
當FeS2全部生成含氧的質量分數較大的Fe2O3時,消耗氧最多,Fe2O3中n(Fe) : n(O) ＝ 4 : a = 2 : 3,也就是a = 6,此時2b = a+16 = 22,b = 11.
當FeS2全部生成含氧的質量分數較小的Fe3O4時,消耗氧最少,Fe2O3中n(Fe) : n(O) ＝ 4 : a = 3 : 4,也就是a = 16/3,此時2b = a+16 = 64/3,b = 32/3.
這是因爲要解釋a與b的關係才這樣算的,如果只是要求出耗氧量的最小值,完全可以根據反應方程式計算得出.
3FeS2＋8O2→Fe3O4＋6SO2
3 8
4 x
x = 32/3
4FeS2＋11O2→2Fe2O3＋8SO2
4 11
4 y
y = 11