Question

【题目】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－1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7标准溶液25.00 mL。
已知：SO2＋2Fe3＋＋2H2O=SO42-＋2Fe2＋＋4H＋
Cr2O72-＋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。

Answer 1

【答案】
（1）90.00%
（2）

SO3(g)＋H2O(l) =H2SO4(l) ΔH＝－130.3 kJ·mol－1

（3）3.36×106；15；3.43×107
【解析】根据题给两个反应可推出SO2与K2Cr2O7的物质的量的关系为3SO2～Cr2O72- ， 再根据煅烧黄铁矿反应式4FeS2＋11O2 2Fe2O3＋8SO2
可推出 FeS2～Cr2O72-
所以n(FeS2)＝ n(Cr2O72-)＝ ×0.02000 mol·L－1×25.00×10－3 L＝ ×10－3 mol
所以(1)样品中FeS2的质量分数为 ×100%＝90.00%。(2)因6 g FeS2产生n(SO3)＝2× ＝0.1 mol，与水反应放出热量为13.03 kJ，则1 mol SO3与水反应放出的热量为130.3 kJ，所以热化学方程式为SO3(g)＋H2O(l) ====H2SO4(l) ΔH＝－130.3 J·mol－1。(3)设煅烧10 t上述黄铁矿理论上产生SO2的物质的量为x。
则有0.1000 g∶(0.02000 mol·L－1×25.00×10－3 L×3)＝10×106 g∶x
x＝1.5×105 mol
所以V(SO2)＝1.5×105 mol×22.4 L·mol－1＝3.36×106 L
根据质量守恒可求出制得98%的硫酸质量为
＝15 t
SO2转化为H2SO4时放出的热量为两部分：一部分为SO2转化为SO3放出的，另一部分SO3转化为H2SO4时放出的，可分别求出后相加而得到答案。
【考点精析】关于本题考查的化学平衡的计算，需要了解反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%才能得出正确答案．