题目内容
29.黄铁矿主要成分是FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取0.1000 g样品在空气中充分灼烧,将生成的SO2气体与足量Fe2 (SO4)3溶液完全反应后,用浓度为0.02000 mol/L的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液25.00 mL。已知:SO2+2Fe3++2H2O=+2Fe2++4H+
+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
(1)样品中FeS2的质量分数是(假设杂质不参加反应) 。
(2)若灼烧6 g FeS2产生的SO2全部转化为SO3气体时放出9.83 kJ热量,产生的SO3与水全部化合生成H2SO4,放出13.03 kJ热量,写出SO3气体转化为H2SO4的热化学方程式: 。
(3)煅烧10 t上述黄铁矿,理论上产生SO2的体积(标准状况)为 L,制得98%的硫酸质量为 t,SO2全部转化为H2SO4时放出的热量是 kJ。
(1)90.00%
(2)SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l);△H=-130.3 kJ/mol
(3)3.36×106 15 3.43×107
解析:本题主要考查考生应用物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积等进行综合计算的能力。
(1)由反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2及题目所给的两个离子反应方程式,可得下列关系式:
FeS2 ~ 2SO2 ~ 4Fe2+ ~ Cr2O
120 g mol
m(FeS2) 25.00×10-3 L×0.020 00 mol·L-1
解得m(FeS2)=0.090 0 g
所以w(FeS2)=×100%=90.00%
(2)n(FeS2)= =0.05 mol,完全燃烧时可产生0.1 mol SO2。1 mol SO3完全与水化合放出的热量为130.3 kJ,则SO3气体转化为H2SO4的热化学方程为SO3(g)+H2O(l)===H2SO4(l);ΔH=-130.3 kJ·mol-1。
(3)4FeS2+11O2Fe2O3+8SO2
4×120 t 8×22.4×103 L
10 t×90% V(SO2)
解得:V(SO2)=3.36×106 L
又由2SO2+O22SO3,及SO3+H2O===H2SO4得
FeS2 ~ 2H2SO4
120 2×98
10 t×90% m(H2SO4)·98%
解之得m(H2SO4)=15 t
SO2全部转化为H2SO4时放出的热量包括两部分:SO2转化为SO3时放出的热量和SO3与H2O化合为H2SO4时放出的热,按上述(2)中的关系不难求解。