二硫化亚铁是Li/FeS2电池的正极活性物质.可用水热法合成．FeSO4.Na2S2O3.S及H2O在200℃连续反应24小时.四种物质以等物质的量反应.再依次用CS2.H2O洗涤.干燥及晶化后得到．(1)合成FeS2离子方程式为．(2)用水洗涤时.如何证明S042-己除尽．(3)己知1.20g FeS2在O2中完全燃烧生成Fe2O3和SO2气体� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

二硫化亚铁是Li/FeS₂电池的正极活性物质，可用水热法合成．FeSO₄、Na₂S₂O₃、S及H₂O在200℃连续反应24小时，四种物质以等物质的量反应，再依次用CS₂、H₂O洗涤、干燥及晶化后得到．
（1）合成FeS₂离子方程式为

．
（2）用水洗涤时，如何证明S0₄^2-己除尽

．
（3）己知1.20g FeS₂在O₂中完全燃烧生成Fe₂O₃和SO₂气体放出8.52kJ热量，FeS₂燃烧反应的热化学方程式为

．
（4）取上述制得的正极材料1.1200g（假定只含FeS一种杂质），在足量的氧气流中充分加热，最后得0.8000g红棕色固体，则该正极材料中FeS₂的质量分数（写出计算过程）．

分析：（1）FeSO₄、Na₂S₂O₃、S及H₂O在200℃连续反应24小时，四种物质以等物质的量反应生成二硫化亚铁，利用元素守恒和电子守恒写出；
（2）证明硫酸根离子除尽需要取用最后一次洗涤液验证；
（3）依据热化学方程式书写方法写出，标注物质的聚集状态和对应反应的焓变；
（4）依据铁元素守恒计算FeS₂的质量分数．

解答：解：（1）FeSO₄、Na₂S₂O₃、S及H₂O在200℃连续反应24小时，四种物质以等物质的量反应生成二硫化亚铁，反应的化学方程式，FeSO₄+Na₂S₂O₃+S+H₂O═FeS₂↓+H₂SO₄+Na₂SO₄，反应的离子方程式为：Fe²⁺+S₂O₃^2-+S+H₂O═FeS₂↓+2H⁺+SO₄^2-，
故答案为：Fe²⁺+S₂O₃^2-+S+H₂O═FeS₂↓+2H⁺+SO₄^2-；
（2）证明硫酸根离子除尽需要取用最后一次洗涤液验证，实验方法为：取少量最后一次洗涤液，先用足量盐酸酸化，再向上述溶液中加入氯化钡溶液，若不出现不是浑浊表明乙洗涤干净，
故答案为：取少量最后一次洗涤液，先用足量盐酸酸化，再向上述溶液中加入氯化钡溶液，若不出现不是浑浊表明乙洗涤干净；
（3）己知1.20g FeS₂物质的量为0.01mol，在O₂中完全燃烧生成Fe₂O₃和SO₂气体放出8.52kJ热量，4mol FeS₂燃烧反应放热3408kJ，反应的热化学方程式为：4FeS₂（s）+11O₂（g）═2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g），△H=-3408kJ/mol，
故答案为：4FeS₂（s）+11O₂（g）═2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g），△H=-3408kJ/mol；
（4）取上述制得的正极材料1.1200g（假定只含FeS一种杂质），在足量的氧气流中充分加热，最后得0.8000g红棕色固体为Fe₂O₃，依据铁元素守恒列式：
120g/mol×n（FeS₂）+88g/mol×n（FeS）=1.1200g，
n（FeS₂）+n（FeS）=2×

0.8000g

160g/mol

，计算得到：n（FeS₂）0.0075mol，
ω（FeS₂）=

0.0075mol×120g/mol

1.1200g

×100%=80.36%，
答：该正极材料中FeS₂的质量分数为80.36%．

点评：本题考查了氧化还原反应的化学方程式，热化学方程式书写方法，离子检验设计，元素守恒的计算应用，题目难度中等．