Question

充分燃烧50 g硫铁矿粉末，将生成的SO₂与24 g O₂混合，并使其在一定条件下反应，将反应后的气体先用冰水冷却，得到40 g无色晶体，再跟足量的H₂S溶液充分混合，生成44 g黄色沉淀。试计算：

（1）SO₂转化为SO₃的转化率。

（2）硫铁矿中硫的质量分数。

Answer 1

思路解析：SO₂与O₂反应生成SO₃是个可逆反应，多余的SO₂、O₂与H₂S反应生成硫。在解题时首先要搞清无色晶体的成分是什么，SO₂与O₂常温下都是气体，SO₃的熔点是16.8 ℃，沸点是44.8 ℃，在常温下是无色固体。

解题时可根据以下步骤进行：由40 g SO₃求出参加反应的SO₂和O₂→多余的O₂与H₂S反应生成的硫→求出与H₂S反应的SO₂→求转化率及硫铁矿中硫的质量分数。

解：写出反应式2SO₂+O₂2SO₃①

O₂+2H₂S2S+2H₂O②

2H₂S+SO₂2H₂O+3S③

由①式计算生成40 g SO₃，参加反应的SO₂与O₂分别是32 g和8 g，多余的O₂是（24-8） g=16 g

由②式O₂    —    2S

      16 g         32 g

由③式SO₂  —     3S

          8 g      44 g-32 g=12 g

SO₂的总质量为32 g+8 g=40 g，SO₂转化为SO₃的转化率为32 g/40 g×100%=80%,

40 g SO₂中的S的质量20 g，根据S守恒，硫铁矿中硫的质量分数=20/50×100%=40%.

答案：（1）80%；（2）40%。