已知硫铁矿的主要成分是FeS 2 （铁元素呈+2价，硫元素呈—1价）。以下是分析硫铁矿中FeS 2 含量的三种方

（15分）(1)过滤(1分)  洗涤(1分) 干燥(1分) 坩埚、酒精灯(1分)  天平(1分) (2)取上层清液滴加BaCl 2 溶液，若无白色沉淀生成，说明SO 4 2- 沉淀完全(2分) (3)A、B、D  (3分) (4)有三个可能的原因： ①Fe(OH) 3 沉淀表面积大，易吸附杂质    (1分) ②过滤洗涤时未充分将吸附的杂质洗去    (1分) ③Fe(OH) 3 灼烧不充分，未完全转化为Fe 2 O 3 (1分)u (5)750％(2分)。

略

铁矿石也称铁砂，是高炉炼铁的主要原料。铁矿石的质量直接影响高炉炼铁的冶炼过程和冶炼的技术经济指标。适宜于冶炼的铁矿石要求含铁量高，有害杂质 低，脉石少，化学成分稳定，粒度均匀，有良好的还原性和一定的机械强度等。

铁矿石中的有害杂质通常有硫、磷、铅、锌、砷、铜等。硫会使钢材产生热脆性。一般要求一级矿硫含量小于006%，二级矿小于02%，大于03%的为高硫矿；磷使钢材具有冷脆性，磷在选矿和烧结中不易除去，炼铁中又全部还原进入生铁；铅在冶炼过程中会不断沉积在炉内，渗入砖缝破坏炉体；锌在高炉中被还原后会引起炉衬膨胀和炉壳破坏。所以铅锌含量 要求越低越好，应小于01%；砷使钢材焊接性能降低并增加脆性，要求含量小于007%；铜在高炉中全部还原进入生铁中，继而可在炼钢中进入钢材。铜在钢中含量超过03%时金 属的焊接性能降低并产生“热脆”现象，矿石中的铜不允许超过02%。

铁矿石中共生的有益元素是指对金属质量有改善作用的或者可以提取的元素。如锰、铬、钴、镍、钒、钛、铌、钼、钽、铈、镧等。当这些元素的含量达到一定数量时，矿石的经济价值就更大。

对于矿石的强度和粒度要求，如果矿石粉未多则高炉料柱的透气性能不好，炉况不顺，煤气能量的利用不好。粒度过大又会使还原速度降低，焦比升高。小于5～8mm矿石不能直接入炉，需烧结以后使用。对于难以还原的磁铁矿其粒径不能大于40mm，对于易还原的矿如褐铁矿粒径不能大于50mm。

在烧结后出售的球团矿要求其强度好，粒度均匀，粒末少，还原性好，品位高，碱度(CaO/SiO2)合适，有害成分少。

2产制

铁矿石是由原矿采用爆破开采挖掘取矿后将其初碎，并区分高品位矿石和低品位矿石。高品位矿石经二次或三次破碎后得到6～30mm粒度的块，作为块矿产 品出售。小于6mm的作为粉矿出售。低品位的块矿进入选矿厂经破碎和筛分将1～6mm粉 矿进入跳汰机选矿选出精矿和底矿，现今世界上采用重介质选矿用硅铁加水使氧化铁和脉石分离，并有采用水力旋流器这一先进工艺技术有效分离轻物质SiO2及Al2O3。一般矿山采用工艺为螺旋分选及强磁分离机来富集精矿并与层矿分离，合并精矿弃去尾矿。球团矿则由粉矿烧结成6mm以上球团出售。

3用途

铁矿不仅是炼钢铁的主要原料，也可以用于水泥生产，重混凝土，氧化铁颜料，铁氧体制造以及动物饲料添加剂等诸多行业。

4产地

世界上依其产量排列为：美国、巴西、澳大利亚、加拿大、中国、印度等。主要输出国为巴西、澳大利亚、印度、加拿大、南非等国。我国为世界铁矿进口大 国，进口量年超5000万吨，仅次于日本。主要来自于澳大利亚、巴西、印度和新西兰、南非等国。

5种类

(1)赤铁矿：含铁在55～60%，有害杂质少，其分子式为Fe2O3，是一种最重要的铁矿石。

(2)褐铁矿：含铁在37～55%，有害杂质磷含量较高，其分子式为nFe2O·mH2O(n=1-3,m =1-4)。

(3)磁铁矿：含铁在45～70%，硫磷含量较低，但矿石坚硬致密，还原性差，分子式为Fe3O4。

(4)菱铁矿：含铁在30～40%，有害杂质含量低，其分子式为FeCO3。

我国进口的铁矿石主要以其粒度和产地划分。6mm以下为粉矿，6mm以上为块矿。还有烧结球团矿，以及直接还原铁等。

6质量规格

国际市场上铁矿石没有统一标准规格。含铁量由出口国规定，一般在60%以上，杂质的限定由买方的需要及生产国的情况决定。

7性能指标

铁矿石是法定检验商品。进口后必须经检验检疫机构检验。检验的主要项目为物理及化学成分。检验依据为ISO、GB、JIS、ASTM等标准。

物理指标测定主要指粒度、水分及强度的测定。

化学指标是对矿石中铁含量以及硫、磷、碳、铜、铅、锌、砷、硅、铝、镁、钙、钾、钠等多种成分的测定，测定项目由合同规定来确定。

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

（1）硫铁矿石（主要成分FeS2）中铁元素和硫元素质量之比=56：64，质量之比等于质量分数之比得到，铁元素的质量分数=

0360×56

64

=0315，故答案为：0315；

（2）如用上述硫铁矿石制硫酸，矿渣经磁选获得精矿，直接用于高炉炼铁，当制得980%的硫酸192吨时（不考虑硫的损失），依据工业生产流程和元素守恒得到：设铁元素质量为X

Fe～FeS2～2H2SO4

56          2×98

X           980%×192t

X=05376t

生产含碳400%的生铁中铁元素含量为9600%

生铁的质量=

05376t

1400%

=0560t，

故答案为：0560；

（3）假设生成5molFe的氧化物，同时生成10molSO2，消耗O2的物质的量为

7

2

+10=

27

2

mol 于是原有O2：

27

2

+6=

39

2

mol，原有N2：58mol，

则所求富氧空气中O2和N2的体积比=

39

2

：58=39：116，

故答案为：39：116；

（4））A、二氧化碳的物质的量为

0224L

224L/mol

=001mol，根据碳元素守恒n（C）=001mol，故m（C）=001mol×12g/mol=012g，故Fe的质量为2812g-012g=28g，Fe的物质的量为

28g

56g/mol

=05mol，故此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为05mol：001mol=50：1，

故答案为：50：1；

B、硫酸的体积一定，由表中数据可知，样品质量增大，生成气体的体积都增大，故第Ⅰ、Ⅱ组样品完全反应，酸有剩余，8436g样品完全反应可以生成气体

8436g

2812g

×112L=336L＞28Lg，故第Ⅲ组硫酸不足，样品完全反应．氢气的物质的量为

28L

224L/mol

=0125mol，由氢原子守恒可知硫酸的物质的量为0125mol，故硫酸的浓度为

0125mol

01L

=125mol/L，

故答案为：125mol/L；

C、令Ⅱ组中生成氢气为

224L

224L/mol

=01mol，根据电子注意守恒可知n（Fe）=01mol，则n（C）=

01mol

50

=0002mol，

a．当钢样粉末中的铁全部溶解时，样品中Fe的总物质的量小于或等于0125mol，故加入的Fe的物质的量小于或等于0125mol-01mol=0025mol，则m≤

0025mol

01mol

×5624=1406g，此时属于固体碳的质量为（m+5624）×

012

2812

g；

b．当钢样粉末中的铁未全部溶解时，即m＞1406g，反应结束后剩余固体的质量为m+5624-0125×56=（m-1376）g，

故答案为：0＜m≤1406g时，（m+5624）×

012

2812

g；m＞1406g时，（m-1376）g．