6.接触法制硫酸排放的尾气中,含少量的二氧化硫。为防止污染大气,在排放前没法进行综合利用。 　　　 (1)某硫酸厂每天排放的10000立方米尾气中含有0.2%(体积百分数)的二氧化硫,问用氢氧化钠溶液、石灰及氧气处理后,假设硫元素不损失,理论上可得到多少千克石膏(CaSO₄·2H₂O)? 　　　 (2)如果将一定体积的尾气通入100毫升2摩/升的氢氧化钠溶液使其完全反应,经测定所得溶液含有16.7克溶质。试分析该溶液的成分,并计算确定各成分的物质的量。 　　　 (3)工厂在尾气处理制石膏的过程中,中间产物是亚硫酸氢钠。调节尾气排放的流量,以取得二氧化硫与氢氧化钠间物质的量最佳比值,从而提高亚硫酸氢钠的产量。现设n(SO₂)、n(NaOH)、n(NaHSO₃)分别表示二氧化硫、氢氧化钠和亚硫酸氢钠的物质的量,且=x,试写出x在不同取值范围时,n(NaHSO₃)的值或n(NaHSO₃)与n(SO₂)、n(NaOH)间的关系式(不要求全部填满)。 　　　

　　　 [提示]:对于(2),先确定反应的产物是NaHSO₃与Na₂SO₃的混和物,设这两种物质的物质的量分别是x、y,可列出下式: 　　　 　　　 对于(3)可以运用分段讨论法,根据发生的反应,可确定、两个分界点,从而产生x£1、<x<1、x³1三个区域,然后再进一步讨论,最后可得:

x	n(NaHSO3)
x£	0
<x<1	2n(SO2)-n(NaOH)
x³1	n(NaOH)

5.常温常压下，50毫升H₂S与60毫升O₂混和点燃充分反应后恢复到原状态，可生成SO₂多少毫升？ 　　　 [分析]：H₂S燃烧的化学方程式有以下两种形式： 　　　 ①氧气不足时：2H₂S+O₂ = 2S+2H₂O 　　　 ②氧气充足时：2H₂S+3O₂ = 2SO₂+2H₂O 　　　 因为，所以生成物中既有单质S，又有SO₂存在。 　　　 [解一]：正向推导法 　　　 假如先发生反应①，则50毫升H₂S中的S全部转变成单质S，同时消耗O₂25毫升，剩余的35毫升O₂再与部分S发生反应S+O₂ = SO₂，显然，当O₂消耗完时，生成SO₂的体积为35毫升。 　　　 [解二]：逆向推导法 　　　 假定先发生反应②，60毫升O₂消耗完时可生成SO₂40毫升，同时消耗H₂S40毫升，剩余10毫升H₂S再与部分SO₂发生反应2H₂S+SO₂ = 3S+2H₂O，显然，该反应又消耗SO₂5毫升，则最后得到的SO₂体积=40-5=35毫升。 　　　 [解三]：列方程组法 　　　 设发生反应①的H₂Sx毫升，发生反应②的H₂S为y毫升，据题意有： 　　　　　　　 　　　　　　　　　　 解得 　　　 35毫升H₂S按②式反应得到SO₂的体积肯定是35毫升。 　　　 [解四]：直接配平法 　　　 分析题意可知，在反应过程中，H₂S与O₂两者均完全消耗完，所以可以用直接配平法进行解题： 　　　　　　　 50H₂S+60O₂ = 15S+35SO₂+50H₂O 　　　 上式表明：该反应中生成的SO₂的体积为35毫升。 　　　 [解五]：差量法 　　　 H₂S与O₂反应生成液态水，无论发生反应①还是发生反应②，气体总体积的减少都是原H₂S体积的倍，本题中即减少50×=75毫升，由于最终剩余的气体只有SO₂，所以SO₂气体的体积=50+60-75=35毫升。 　　　 [解六]：十字交叉法 　　　 恰好发生不完全燃烧时O₂与H₂S的体积之比为，恰好发生完全燃烧时O₂与H₂S的体积之比为，本题中O₂与H₂S的体积比为，利用十字交叉法： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

得发生反应①的H₂S与发生反应②　 的H₂S的体积之比为，故发生反应②的H₂S为50×=35毫升，可知生成SO₂的体积为35毫升。 　　　 [解七]：以50毫升H₂S燃烧为基础作图：当O₂为25毫升时开始生成SO₂，当O₂为75毫升时生成 SO₂达到最大值(50毫升)，从y轴中找到与x轴的“60”该值相对应的值是35，这说明生成SO₂的体积为35毫升。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

4.某空气污染监测仪是根据SO₂和Br₂的定量反应来监测空气中SO₂含量的。其中Br₂来自一个装满有酸性(H₂SO₄)溴化钾溶液的电解槽阳极上的氧化反应,电解槽阳极室与阴极室是隔开的。测某地区空气中的SO₂含量时,空气经过机械除尘以1.5×10^-4米³/分的流速进入电解槽的阳极室 ,电流计上测得每秒通过的电子是8.56×10^-11摩,能保持溴浓度恒定并恰好与SO₂完全反应,若被测空气中不含有其它与溴反应的物质: 　　　 (1)写出监测过程中所发生的主要反就的化学方程式:

　　　 (2)计算该地区空气中SO₂的含量(克/米³空气)[答:1.096×10^-3克/米³]

3.将硫化氢和氧气的混和气体通入温度为220℃的密闭容器中,在高温下使之燃烧,反应后再恢复到原温度,测得此时容器中气体的压强比起始时减少28.6%。问:

　　　 (1)在容器中硫化氢发生的是完全燃烧还是不完全燃烧?

　　　 (2)原混和气体中硫化氢所占的体积百分数是多少?

　　　 [解]:如果反应完全按下式进行(氧气过量):

　　　　　　 2H₂S+3O₂ == 2SO₂+2H₂O----①　　 则反应后的体积的减少量=<28.6%

　　　　　 如果反应完全按下式进行(硫化氢过量):

　　　　　　 2H₂S+O₂ == 2S+2H₂O---------②　　 则反应后的体积的减少量=>28.6%

　　　 由此可以推断题中给出的反应可能是①、②两反应的加合或者是只按反应②进行且硫化氢过量(说明:生成的硫单质在该温度下不是气体;)

　　　 现分两种情况加以讨论:

　　　 第一种情况:完全按反应②进行且硫化氢有剩余

　　　 设氧气为1体积,硫化氢为(2+a)体积(2体积参加反应,a体积剩余),则反应前气体的总体积为(2+a+1)由反应②可以知道,反应后气体体积为生成的水蒸气和剩余的硫化氢组成的混和物,其体积为(2+a),由题意可列出:

　　　 =71.4%=H₂S%(说明:不用解出来,因为此表达式就是H₂S%)

　　　 第二种情况:①、②两个反应同时进行,产物中既有S又有SO₂,反应物没有剩余

　　　 设硫化氢为1体积,氧气为a体积,直接配平反应:

　　　 1H₂S+aO₂ == S+SO₂+1H₂O

　　　 由题意:　　 解得:a=1.8

　　　 所以H₂S%==57.2%

2.焙烧1.10克黄铁矿,将形成的焙砂在氢气流中加热使其充分反.这样得到的物质在加热下用过量盐酸处理,向此溶液中加入双氧水并用氨饱和.定量地分离出形成的沉淀,将其溶解在盐酸中,加入过量的碘化钾.为了使得到的溶液褪色,准确地消耗了50升0.1摩/升的硫代硫酸钠溶液.

　　　 ⑴写出所有的化学反应方程式

　　　 ⑵计算黄铁矿中杂质的含量(假设所有反应都是定量进行的)

　 [解]:⑴4FeS₂ +11O₂ =2Fe₂ O₃ +8SO₂

 　　　　Fe₂ O₃ +3H₂ =2Fe+3H₂ O

　　　　　 Fe+2HCl=FeCl₂ +H₂ ↑

　　　　　　　　 　2FeCl₂ +H₂ O₂ +4NH₃ +4H₂ O=2Fe(OH)₃ ↓+4NH₄ Cl

　　　　　 Fe(OH)₃ +3HCl=FeCl₃ +3H₂ O

　　　 　　　 2FeCl₃ +2KI=2FeCl₂ +I₂ +2KCl

　　　　　 I₂ +2Na₂ S₂ O₃ =Na₂ S₄ O₆ +2NaI

　　　　 ⑵按反应I₂+2Na₂S₂O₃ =Na₂S₄O₆ +2NaI可求得滴定碘时消耗了硫代硫酸钠的量为0 005摩.1摩硫代硫酸钠相当于1摩黄铁矿,因此,黄铁矿的量也是0.005摩(0.6克).杂质的含量为1.10-0.6=0.5克

　　 杂质的百分含量为0.5/1.1=0.454即45.4%

0.2×0.5/V=0.2

　　　　　 解得V=0.5升(500升)

　　　　　 此时硫酸的总量应为0.5×2=1 摩

　　　　　 原先硫酸的量为0.2×1=0.2摩

　　　　　 需重新加入的硫酸量为1-0.2=0.8 摩

　　　　　 设需加入的硫酸体积为X 升

　　　　　 则有　 1.35×X×55.8%=98×0.8

　　 　　　 解得 X=104.1 升

1.现有硫酸和硫酸钠的混和溶液200升,其中硫酸的浓度为1摩/升,硫酸钠的浓度为0.5摩/升,要使硫酸和硫酸钠的浓度变为2摩/升和0.2摩/升,应加入55.8%的硫酸溶液(d=1.35 g/升)多少升后再加蒸馏水配制?

　　 [解]:由于硫酸钠在配制前后总量没有发生变更,所以可根据最后它的浓度,　　　　　 先求出最后溶液的体积V

17.

计　　　 算　　　 题

16. 某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山，它们的主要成份为： 软锰矿：MnO₂含量≥65%　　　　　 Al₂O₃含量为4% 闪锌矿：ZnS含量≥80%　　　　　　 FeS、CuS、CdS含量各为2% 　　　 MnO₂和锌是制造干电池的主要原料。 　　　 电解法生产MnO₂传统的工艺主要流程为：软锰矿加煤还原焙烧；用硫酸浸出焙烧料；浸出液经净化后再进行电解，MnO₂在电解池的阳极析出。 　　　 电解锌的传统生产工艺为：闪锌矿高温氧化脱硫再还原得粗锌： 　　　 2ZnS+O₂2ZnO+2SO₂　　　　　 2C+O₂2CO 　　　 ZnO+COZn(g)+CO₂ 　　　 将用热还原法制得的粗锌溶于硫酸，再电解ZnSO₄溶液可生产纯度为99.95%的锌。 　　　 90年代生产MnO₂和锌的新工艺主要是通过电解获得MnO₂和锌，副产品是硫、金属铜和镉。简化流程杠图如下： 　　　 　 　　　 试回答下列问题： (1)软锰矿、闪锌矿粉未与硫酸溶液共热时析出硫的反应为氧化-还原反应，例如：MnO₂+ZnS+2H₂SO₄=MnSO₄+ZnSO₄+S¯+2H₂O，据此写出MnO₂在酸性溶液中分别和CuS、FeS和CdS发生氧化-还原反应的化学方程式： 　　　 [答]：MnO₂+CuS+2H₂SO₄=MnSO₄+CuSO₄+S¯+2H₂O 　　　　　　　　　　 　 MnO₂+2FeS+6H₂SO₄=Fe₂(SO₄)₃+3MnSO₄+2S¯+6H₂O 　　　　　　　　　　 　 CdS+3H₂SO₄+MnO₂=MnSO₄+CdSO₄+S¯+2H₂O 　　　 软锰矿中Al₂O₃溶于硫酸的离子方程式： 　　　 [答]：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O (2)用离子方程式表示浸出液A与适量Zn粉作用得到滤液B与滤渣乙的过程 　　　 [答]：Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺　 Zn+Cd²⁺=Cd+Zn²⁺　 Zn+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Zn²⁺ (3)产品C的化学式是[答：H₂SO₄] (4)试从环境保护和能量消耗的角度评价90年代新工艺相比较有哪些优点。 　　　 [答]：从环境保护角度评价：无SO₂对大气的污染；从能量消耗角度评价：无高温焙烧热污染，不需要高温焙烧节约燃料。

15.将a摩H₂S和1摩O₂置于一个密闭容器中在120℃时反应,a的取值范围是[答:];反应后生成SO₂和H₂O(气)的物质的量之和为[答:1+]摩。 　　　 [提示]:可采用直接配平法: 　　　 aH₂S+O₂=SO₂+S+aH₂O 　　　 可见n(SO₂)+n(H₂O)=+a=1+