绿矾(FeSO4·7H2O)硫酸法生产一种稀有金属产品过程中产出的副产品.产品外观为淡绿色或淡黄绿色结晶固体.加入适量可调节碱性水中的pH.与水中悬浮物有机结合.并加速沉淀.主要应用于水质净化和工业废水处理.同时具有杀菌作用.(1)98% 1.84 g/cm3的浓硫酸在稀释过程中.密度下降.当稀释至50%时.密度为1.4g/cm3.50%的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

绿矾(FeSO₄·7H₂O)硫酸法生产一种稀有金属产品过程中产出的副产品，产品外观为淡绿色或淡黄绿色结晶固体。加入适量可调节碱性水中的pH，与水中悬浮物有机结合，并加速沉淀，主要应用于水质净化和工业废水处理，同时具有杀菌作用。
（1）98% 1.84 g/cm³的浓硫酸在稀释过程中，密度下降，当稀释至50%时，密度为1.4g/cm³，50%的硫酸物质的量浓度为            (保留两位小数)，50%的硫酸与30%的硫酸等体积混合，混合酸的浓度为          (填>、<、=")40%" 。
（2）实际生产用20%发烟硫酸(100克发烟硫酸含SO₃20克)配制稀硫酸，若用SO₃·nH₂O表示20%的发烟硫酸，则n=____________(保留两位小数)。
（3）绿矾在空气中容易被部分氧化为硫酸铁，现取7.32克晶体溶于稀盐酸后，加入足量的BaCl₂溶液，过滤得沉淀9.32克；再通入112mL(标准状况)氯气恰好将Fe²^＋完全氧化，推测晶体的化学式为                     。
（4）硫酸亚铁铵［(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O］(俗称莫尔盐)，较绿矾稳定，在分析化学中常用来配制Fe²⁺的标准溶液，用此Fe²⁺的标准溶液可以测定剩余稀硝酸的量。现取8.64克Cu₂S和CuS的混合物用200 mL 2 mol/L稀硝酸溶液处理，发生反应如下：
10NO₃^-＋3Cu₂S＋16H^＋=6Cu²^＋＋10NO↑＋3SO₄^2-＋8H₂O
8NO₃^-＋3CuS＋8H^＋=3Cu²^＋＋3 SO₄^2-＋8NO↑+ 4H₂O
剩余的稀硝酸恰好与V mL 2 mol/L (NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液完全反应。
已知：NO₃^-＋3Fe²^＋＋4H^＋= NO↑＋3Fe³⁺＋2H₂O
① V值范围                       ；
② 若V=48，试计算混合物中CuS的质量分数          (保留两位小数)。

（1）7.14 mol·L^－1 ; ＞(各2分) （2）0.77(2分)
（3）FeSO₄·Fe₂(SO₄)₃·10H₂O (3分)　（4）①42～60mL(3分)；②0.33或1/3(3分)

试题分析：（1）密度为1.4g/cm³，50%的硫酸物质的量浓度为：
c＝

=7.14 mol·L^－1，
50%的硫酸与30%的硫酸等体积(假设羰基为1，密度分别是ρ₁和ρ₂)混合，混合酸的浓度为

＞40%。
（2）因为20%发烟硫酸为80克H₂SO₄含SO₃20克，

，
若用SO₃·nH₂O表示20%的发烟硫酸，则n=0.77。
（3）配制溶液加入足量的BaCl₂溶液，过滤得沉淀9.32克，n(SO₄^2-)=

=0.04mol；再通入112mL(标准状况)氯气恰好将Fe²^＋完全氧化(2Fe²^＋+Cl₂==2Fe³⁺+2Cl^-)，n(Fe²⁺)=2×

=0.01mol；由电荷守恒n(Fe³⁺)=0.02mol， 7.32克晶体含有0.01molFeSO₄为1.52g、0.01mol Fe₂(SO₄)₃为4.00g，还有H₂O为1.80g即0.1mol，晶体的化学式FeSO₄·Fe₂(SO₄)₃·10H₂O。
（4）假设固体混合物全部为CuS，则n（CuS）=

=0.09mol，需要硝酸的物质的量为y，
8NO₃^-+3CuS + 8H⁺==3Cu²⁺+3SO₄^2-+8NO↑+4H₂O，
3       8
0.09mol  y
y=0.24mol
剩余的硝酸的物质的量为：0.4mol-0.24mol=0.16mol。
0.112mol硝酸和（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液完全反应。
NO₃^-+3Fe²⁺+4H⁺==NO↑+3Fe³⁺+2H₂O
3mol   4
1×10^-3VL×2mol/L 0.16mol，解得V=60，
所以V值范围为：42＜V＜60，
②若V=48，与48mL（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液完全反应需要硝酸的物质的量为：
NO₃^-+3Fe²⁺ + 4H⁺→NO↑+3Fe³⁺+2H₂O
3mol     4
0.048L×2mol/L n
解得：n=0.128mol，
故与固体混合物反应的硝酸的物质的量为：0.4mol-0.128mol=0.272mol，
设Cu₂S的物质的量xmol，CuS的物质的量为ymol，160x+96y=8.64g①．
10NO₃^-+3Cu₂S+16H⁺→6Cu²⁺+10NO↑+3SO₄^2-+8H₂O
3   16
x 16x/3
8NO₃^-+3CuS+8H⁺→3Cu²⁺+3SO₄^2-+8NO↑+4H₂O，
3  8
y 8y/3
16x/3+8y/3=0.272②
由①②解得：x＝0.036; y＝0.03
混合物中CuS的质量分数为：

×100%≈33.33%。