火法炼锌是将闪锌矿（主要含ZnS）焙烧使它转化为氧化锌，再把氧化锌和焦炭混合，在鼓风炉中加热至1100℃～1300℃，使锌蒸馏出来（设空气中N2、O2的体积分数分别为0.8、0.20），主要反应为

Question

火法炼锌是将闪锌矿（主要含ZnS）焙烧使它转化为氧化锌，再把氧化锌和焦炭混合，在鼓风炉中加热至1100℃～1300℃，使锌蒸馏出来（设空气中N₂、O₂的体积分数分别为0.8、0.20），主要反应为：
焙烧炉中：2ZnS（s）+3O₂（g）→2ZnO（s）+2SO₂（g）①
鼓风炉中：2C（s）+O₂（g）→2CO②
鼓风炉中：ZnO（s）+CO（g）⇌Zn（g）+CO₂（g）③
（1）已知闪锌矿中含硫16%（其它杂质不含硫），则闪锌矿中硫化锌的含量为______．
（2）焙烧炉产生的炉气中SO₂的体积分数不超过______%（保留小数后一位数字）．
（3）鼓风炉容积固定，炉内部分气态物质其物质的量浓度（mol/L）变化如下：

时间/min	CO	Zn	CO2
0	0.11	0	0
2	0.10	0.01	0.01
3	0.01	0.10	0.10
4	0.01	0.10	0.10

则鼓风炉中CO总的转化率为______；若生产中CO总的利用率为95%，则每生产1molZn，至少需要补充焦炭______g．
（4）若ZnS全部转化为Zn．焙烧炉出来的N₂、O₂、SO₂混合气体中N₂占82.5%，鼓风炉中CO的转化率为62.5%，而O₂无剩余，则每生产1mol Zn，应向焙烧炉和鼓风炉中鼓入新鲜空气共______L（S．T．P）．

Answer 1

（1）ZnS中锌的质量分数ω（S）=(32)/(65+32)×100%，
闪锌矿中硫化锌的含量为16%÷ω（S）=16%÷(32)/(65+32)×100%=48.5%，故答案为：48.5%；
（2）假定有2molZnS，最少通入3molO₂，根据方程式2ZnS（s）+3O₂→2ZnO（s）+2SO₂ （g） 可知，生成的SO₂的物质的量为2mol；未参加反应的N₂的物质的量为3mol×4=12mol．此时SO₂的体积分数为(2mol)/(2mol+14mol)×100%=14.3%．实际通入的空气要多，故SO₂的体积分数不超过14.3%．
故答案为：14.3%；
（3）由表可知，3min时，反应达平衡，此时C0的平衡浓度为0.01mol/L，
所以C0的总转化率为(0.11mol/L−0.01mol/L)/(0.11mol/L)×100%=90.9%．
令需焦炭质量为mg，实际利用的为95%mg，由方程式可得，关系式ZnO（s）～C（s），所以n（ZnO）=n（C），
即(95%mg)/(12g/mol)=1，解得m=12.6g，
故答案为：90.9%；12.6；
（4）设焙烧炉中消耗空气的物质的量为5x，鼓风炉中消耗空气物质的量为5y
则：2C+O2=2CO； ZnO（s）+CO（g）=Zn（g）+CO2（g）．
       y   2y         2y×62.5%  1mol
 所以2y×62.5%=1mol    
解得 y=0.8mol，所以 5y=4mol
   2ZnS+3O₂=2ZnO+2SO₂ △n，
   2mol               1mol
   1mol               0.5mol
所以4x/（5x-0.5mol）=82.5%  
解得  x=3.3mol，所以 5x=16.5mol
所以5x+5y=4mol+16.5mol=20.5mol
V（空气）=20.5mol×22.4L•mol-1=459.2L
故答案为：459.2L．