题目内容
工业上生产硫酸的原料,一种是黄铁矿,其主要成分为FeS2(S为-1价);另一种是磁黄铁矿,其主要成分是Fe1-xS(S为-2价),式中x通常为0.1~0.2,既含有Fe2+又含有Fe3+。
生产硫酸时将矿石煅烧,发生反应如下:
① 4 FeS2 + 11 O2 → 2 Fe2O3 + 8 SO2
② 4 Fe1-xS + (7-3x) O2 → 2 (1-x) Fe2O3 + 4 SO2
(1)含FeS2 72%的黄铁矿10吨,理论上最多可以生产98%的浓硫酸 吨(矿石中无其他含硫物质)。
(2)若磁黄铁矿Fe1-xS中x=0.1,则Fe1-xS中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为 :1。
(3)煅烧矿石时,为了尽可能地将矿石中的硫转变为SO2,需通入过量20%的空气(其中N2与O2的体积比为4:1,假设无其他气体成分),计算磁黄铁矿充分煅烧后排出的气体中SO2的体积分数(用含x的代数式表示)。
(4)将一定量的磁黄铁矿溶于足量的盐酸,充分反应后测得生成S单质2.4g,FeCl2 0.425mol,且溶液中无Fe3+,计算Fe1-xS中的x值(矿石中其他成分不与盐酸反应)。
(1)12 (2分)
(2)3.5 (3分)
(3) (3分)
(4)0.15 (4分)
解析试题分析:
(1)根据关系式有:FeS2~2H2SO4,
120 196
10t×72% x×98% 解得x=12t;
(2)设二价铁为xmol,三价铁为ymol,故有x+y=0.9,2x+3y=2,解得x=0.7,y=0.2。故为3.5:1;
(3)解:设生成4mol SO2,则需要1.2 (7-3x)mol的O2,所需空气中的N2为4.8 (7-3x)mol;
反应后得到的混合气体组成为:SO2 4mol、O2 0.2 (7-3x)mol、N2 4.8 (7-3x)mol;
∴ SO2的体积分数
(4)解法一:由2Fe3+~S,得0.15mol
由铁原子守恒得:Fe1-xS中0.425mol,0.275mol
由化合价得:(0.27520.153)20.5mol
∴ ∴
解法二:Fe1-xS + HCl → FeCl2 + H2S↑+ S↓
由原子守恒得,0.425mol (盐酸中氢元素反应后在H2S中,氯元素在FeCl2中)
∴ Fe1-xS中 硫元素0.075+0.425=0.5mol 铁元素0.425mol
∴ ∴
考点:化学计算,守恒法、关系式法。
现有两份铵盐样品A、B,其成分都是(NH4)2SO4、NH4HSO4的混合物。甲、乙两个研究性学习小组的同学想要确定A和B中各成分的含量。
甲组同学取了数分相同质量的样品A溶于水,然后分别加入不同体积的1mol/L的NaOH溶液,水浴加热至气体全部逸出。(此温度下,铵盐不分解)。该气体干燥后用足量的浓硫酸完全吸收。浓硫酸增重的质量与加入NaOH溶液的体积的关系如图。分析该图像,并回答下列问题:
(1)写出ab段涉及的离子方程式: 。
(2)c点对应的数值是 ;样品A中(NH4)2SO4、NH4HSO4的物质的量之比为 。乙组同学取了数份不同质量的样品B,分别加入到200mL 1mol/L的NaOH溶液中,同样用水浴加热,将逸出气体干燥后再用浓H2SO4吸收。测定结果如下表:
实验编号 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ |
铵盐的质量(g) | 9.88 | 19.76 | 29.64 | 49.40 |
浓硫酸增加的质量(g) | m | m | 1.36 | 0 |
分析该表,并回答下列问题:
(3)①分析实验数据可知,实验编号为 的实验中,氢氧化钠足量,铵盐中的铵根离
子完全转化成气体;m的值为 。
②计算样品B中氮元素的质量分数。(用小数表示,保留两位小数)
(1)乙组同学在研究时发现,浓硫酸增重的质量与样品B的质量之间满足一定的函数关系。假设样品的质量为x(g),浓硫酸增重的质量为y(g)。求:当x在不同范围时y与x的函数关系。
某一种胃药中的抑酸剂为碳酸钙,其中所含的抑酸剂质量的测定如下:
①需配制0.1 mol·L-1的HCl溶液和0.1 mol·L-1的NaOH溶液
②取一粒(药片质量相同) 0.2 g的此胃药片,磨碎后加入20.0 mL蒸馏水
③以酚酞为指示剂,用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定,用去V mL达滴定终点
④加入25 mL 0.1 mol·L-1的HCl溶液
(1)写出实验过程的步骤(写编号顺序) 。
(2)下图所示容器中配制0.1 mol·L-1的HCl溶液和0.1 mol·L-1的NaOH溶液肯定不需要的仪器是(填序号) ,配制上述溶液还需要的玻璃仪器是 (填仪器名称)。
(3)配制上述溶液应选用的容量瓶规格是(填字母) 。
A.50 mL 50 mL |
B.100 mL 100 mL |
C.100 mL 150 mL |
D.250 mL 250 mL |
(5)每粒胃药中含碳酸钙的质量为 g。
下列物质之间的相互关系错误的是( )
A.CH3CH2OH和CH3OCH3互为同分异构体 |
B.干冰和冰为同一种物质 |
C.CH3CH3和CH3CH2CH3互为同系物 |
D.O2和O3互为同素异形体 |