题目内容

11.(1)硫化氢具有还原性,可以和许多氧化剂反应.H2S通入硫酸酸化的KMnO4溶液,反应生成S、MnSO4等,写出该反应的化学方程式:3H2SO4+5H2S+2KMnO4=5S↓+2MnSO4+K2SO4+8H2O.
(2)硫铁矿氧化焙烧的化学反应如下:3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO3     4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2
若24mol FeS2完全反应耗用氧气1467.2L(标准状况);反应产物中Fe3O4与Fe2O3物质的量之比为2:9.
(3)在常温常压下氢气与氧气的混合气体10L,将混合气体点燃充分反应后恢复到原来状况剩余气体1L,则原混合气体中氢气和氧气的体积比为3:2或7:3
(4)将钠-铝合金共a 克,投入足量水中生成气体最多$\frac{a}{25}$mol,如果投入到足量的稀硫酸中生成气体体积最多$\frac{a}{18}$mol(用含a的代数式表示,上同)

分析 (1)H2S和KMnO4反应生成S、MnSO4、K2SO4和H2O,结合质量守恒书写化学方程式;
(2)n(O2)=$\frac{1467.2L}{22.4L/mol}$=65.5mol,结合反应列方程式组解答;
(3)水的状态为液体,根据差量法分别从氢气过量、氧气过量两个方面讨论原混合气体中氢气和氧气的体积;
(4)投入足量水中发生2Na+2H2O═2NaOH+H2↑、2Al+2H2O+2NaOH═2NaAlO2+3H2↑,Na、Al完全反应生成气体最多;
投入到足量的稀硫酸中,均与酸反应生成氢气,若均为Na,生成氢气为$\frac{a}{23}×\frac{1}{2}$=$\frac{a}{46}$mol,若均为Al,生成氢气为$\frac{a}{27}×\frac{3}{2}$=$\frac{a}{18}$mol,以此来解答.

解答 解:(1)H2S和KMnO4反应生成S、MnSO4、K2SO4和H2O,反应的方程式为3H2SO4+5H2S+2KMnO4=5S↓+2MnSO4+K2SO4+8H2O,
故答案为:3H2SO4+5H2S+2KMnO4=5S↓+2MnSO4+K2SO4+8H2O;
(2)24mol FeS2完全反应耗用氧气1467.2L(标准状况),n(O2)=$\frac{1467.2L}{22.4L/mol}$=65.5mol,
设Fe3O4与Fe2O3物质的量分别为x、y,
由3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO3    
  3x    8x    x
 4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2
  2y    5.5y   y
则$\left\{\begin{array}{l}{3x+2y=24}\\{6x+5.5y=65.5}\end{array}\right.$
解得x=2,y=9,
反应产物中Fe3O4与Fe2O3物质的量之比为2:9,故答案为:2:9;
(3)常温下,氢气和氧气反应的化学方程式为:2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O,生成的水为液态,
      2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O△V
       2  1               3
       x  y            10L-1L=9L
①当氧气过量时,氢气完全反应,氢气体积为$\frac{2×9}{3}$=6L,氧气的体积为10L-6L=4L,氢气和氧气的体积比为6L:4L=3:2;
②当氢气过量时,氧气完全反应,氧气的体积为$\frac{1×9}{3}$=3L,则氢气的体积为10L-3L=7L,氢气和氧气的体积比为7L:3L=7:3,
故答案为:3:2或7:3;
(4)投入足量水中发生2Na+2H2O═2NaOH+H2↑、2Al+2H2O+2NaOH═2NaAlO2+3H2↑,Na、Al完全反应生成气体最多,即Na、Al的物质的量相同,则物质的量为$\frac{a}{(23+27)}$mol,生成气体为$\frac{a}{50}×\frac{1}{2}$mol+$\frac{a}{50}×\frac{3}{2}$mol=$\frac{a}{25}$mol;
投入到足量的稀硫酸中,均与酸反应生成氢气,若均为Na,生成氢气为$\frac{a}{23}×\frac{1}{2}$=$\frac{a}{46}$mol,若均为Al,生成氢气为$\frac{a}{27}×\frac{3}{2}$=$\frac{a}{18}$mol,则生成气体最多为$\frac{a}{18}$mol,
故答案为:$\frac{a}{25}$;$\frac{a}{18}$.

点评 本题考查氧化还原反应的计算,为高频考点,把握发生的反应及物质的量关系为解答的关键,侧重分析与计算能力的考查,题目难度不大.

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