Question

20．硫铁矿在高温下被氧气氧化并产生SO₂气体：4FeS₂+11O₂→8SO₂+2Fe₂O₃．设空气中N₂占$\frac{4}{5}$、O₂占$\frac{1}{5}$，试完成下列各题：
（1）55L空气和足量FeS₂完全反应后，气体体积（同温同压下，下同）变为52L．
（2）若所得混合气体中SO₂的体积分数为0.08，则所得混合气体中O₂的体积分数9.6%．

Answer 1

分析 （1）计算空气中氧气的体积，利用差量法计算反应后气体体积变化，据此解答；
（2）令空气的物质的量为1mol，设设反应生成的SO₂物质的量为xmol，利用差量法计算反应后气体体积变化，进而计算反应后的总体积，根据SO₂的体积分数列方程计算x的值，再结合化学方程式计算出反应后氧气的物质的量，最后根据体积分数定义计算．

解答 解：（1）55L空气中氧气的体积=55L×0.2=11L，则：
4FeS₂+11O₂=8SO₂+2Fe₂O₃ 气体体积减少△V
      11                   11-8=3
      11L                   3L
故反应后气体的体积为55L-3L=52L，
故答案为：52；
（2）令空气的物质的量为1mol，设反应生成的SO₂物质的量为xmol，则：
4FeS₂+11O₂=8SO₂+2Fe₂O₃ 气体物质的量减少△n
            8            11-8=3
           xmol           $\frac{3}{8}$xmol
故反应后气体的物质的量=1mol-$\frac{3}{8}$xmol，
故$\frac{xmol}{1mol-\frac{3}{8}xmol}$=0.08，解得x=0.078，
则反应后氧气的物质的量为1mol×$\frac{1}{5}$-$\frac{11}{8}$×0.078mol=0.093mol，
反应后气体的物质的量为1mol-$\frac{3}{8}$×0.078mol=0.97mol，
因此所得混合气体中O₂的体积分数为$\frac{0.093mol}{0.93mol}$×100%=9.6%，
故答案为：9.6%．

点评 本题考查根据方程式的计算，注意利用差量法计算的计算，难度中等，其中（2）计算过程较为复杂，计算过程中数据不是很整，要求计算结果的准确性．