Question

11．某工厂用含80%FeS₂的黄铁矿制得硫酸122.5吨．取该硫酸2.45g加入水中稀释，然后再与足量的氯化钡溶液反应，得到4.66g沉淀．求：
（1）所制得的H₂SO₄的质量分数为80%．
（2）制取122.5吨该硫酸所需黄铁矿多少吨？（列式计算）
（3）多硫化物（Na₂Sx）（通常x=2～6），在制革工业中用作原皮的脱毛剂，农业上用来杀灭害虫．若上述这些黄铁矿通过一系列反应制取多硫化钠（Na₂S₃），可得到95%的多硫化钠（Na₂S₃）多少吨？（假定整个过程中硫损失5%）

Answer 1

分析 （1）4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，根据硫元素守恒，得到关系式：FeS₂～2SO₂～2SO₂～2H₂SO₄，取该硫酸2.45克加入水中稀释，然后再与足量的氯化钡溶液反应，得到4.66g沉淀，沉淀是硫酸钡，物质的量是$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，硫酸和氯化钡反应方程式为H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄+2HCl，根据方程式知n（BaSO₄）=n（H₂SO₄）=0.02mol，则m（H₂SO₄）=0.02mol×98g/mol=1.96g，硫酸的质量分数=$\frac{硫酸的质量}{硫酸溶液的质量}×100%$；
（2）根据硫元素守恒，得到关系式：FeS₂～2SO₂～2SO₂～2H₂SO₄，根据硫酸和黄铜矿的关系式计算黄铜矿的质量；
（3）根据S原子守恒得关系式3FeS₂～2Na₂S₃，根据二者的关系式计算生成多硫化钠的质量．

解答 解：（1）4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，根据硫元素守恒，得到关系式：FeS₂～2SO₂～2SO₂～2H₂SO₄，取该硫酸2.45克加入水中稀释，然后再与足量的氯化钡溶液反应，得到4.66g沉淀，沉淀是硫酸钡，物质的量是$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，硫酸和氯化钡反应方程式为H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄+2HCl，根据方程式知n（BaSO₄）=n（H₂SO₄）=0.02mol，则m（H₂SO₄）=0.02mol×98g/mol=1.96g，硫酸的质量分数=$\frac{硫酸的质量}{硫酸溶液的质量}×100%$=$\frac{1.96g}{2.45g}×100%$=80%，
故答案为：80%；
（2）根据硫元素守恒，得到关系式：FeS₂～2SO₂～2SO₂～2H₂SO₄，
设消耗黄铜矿的质量为x，
FeS₂～2SO₂～2SO₂～2H₂SO₄，
120                         196
80%x                      122.5t×80%
120：196=80%x：122.5t×80%
x=$\frac{122.5t×80%×120}{196×80%}$=75t
答：消耗80%黄铜矿的质量为75t；
（3）根据S原子守恒得关系式3FeS₂～2Na₂S₃，
设生成多硫化钠的质量为y，
3FeS₂ ～2Na₂S₃，
360           284
75t×80%×（1-5%） 95%y
360：284=75t×80%×（1-5%）：95%y
y=$\frac{75t×80%×（1-5%）×284}{360×95%}$=47.3t，
答：可得到95%的多硫化钠（Na₂S₃）47.3t．

点评 本题考查化学方程式的有关计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，明确各个物理量之间的关系式是解本题关键，熟悉各个物理量之间的关系，题目难度不大．