Question

16．假设黄铜矿的成分为CuFeS₂和少量SiO₂．已知硫的质量分数为a%，则铜的质量分数为a%；如果用此矿石1t为原料制取硫酸，矿石的利用率为98%，SO₂的转化率为96%．可制得98%的硫酸0.1176at．

Answer 1

分析 ①根据化合物中各元素的质量比=各原子的相对原子质量×原子个数进行分析解答；
②由硫的质量分数求得1t矿石中CuFeS₂的质量，并根据方程式求得SO₂的质量，并根据硫元素守恒求硫酸的质量．

解答 解：①∵黄铜矿的成分为CuFeS₂、SiO₂其中硫的质量分数为a%
∴$\frac{W（s）}{W（Cu）}$=$\frac{m（s）}{m（Cu）}$即$\frac{a%}{W（Cu）}$=$\frac{32×2}{64}$，W（Cu）=a%，
②由①∵黄铜矿的成分为CuFeS₂、SiO₂其中硫的质量分数为a%
∴$\frac{w（s）}{w（CuFe{S}_{2}）}$=$\frac{m（s）}{m（CuFe{S}_{2}）}$即$\frac{a%}{w（CuFe{S}_{2}）}$=$\frac{32×2}{64+56+32×2}$，W（CuFeS₂）=$\frac{23}{8}$a%
m（CuFeS₂）=1×$\frac{23}{8}$a%=$\frac{23a}{100}$t
CuFeS₂+O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+FeS+SO_{2
184 64}
 $\frac{23a}{100}$×98%　                     m
$\frac{184}{\frac{23a}{100}×98%}$=$\frac{64}{m}$，m=0.0784at
∴m（SO₂）=0.0784a×0.96t   
n（SO₂）=$\frac{m（SO2）}{M（SO2）}$=$\frac{0.0784a×0.96t}{64}$=0.001176at
根据硫原子守恒n（H₂SO4）=n（SO₂）=0.001176at
m（H₂SO₄）=$\frac{n（{H}_{2}S{O}_{4}）×M（{H}_{2}S{O}_{4}）}{W（{H}_{2}S{O}_{4}）}$=$\frac{0.1176a×98}{98%}$=0.1176at，
故答案为：a%；0.1176at．

点评 本题考查了化合物中各元素的质量比=各原子的相对原子质量×原子个数进行，以及元素守恒巧妙的应用可以为本题解题带来很大的方便，化学方程式正确书写也是解题的关键，题目难度较大．