Question

某硫酸厂在进行黄铁矿（主要成分是FeS₂）成分测定时，取0.1000g样品在空气中充分灼烧，将生成的SO₂气体与足量Fe₂（SO₄）₃溶液完全反应，用浓度为0.02000mol/L的K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至终点，消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00mL．
已知：①SO₂+2Fe²⁺+2H₂O=SO₄^2-+2Fe³⁺+4H⁺
②

 

 Cr₂O₇^2-+

 

 Fe²⁺+

 

 H⁺=

 

 Cr³⁺+

 

 Fe³⁺+

 

 H₂O
（1）在反应②的横线上填写相应的化学计量数．
（2）若灼烧6g FeS₂产生的SO₂全部转化为SO₃气体时放出9.83kJ热量，写出SO₂气体转化为SO₃的热化学方程式：

 

．
（3）求样品中的质量分数（假设杂质不参加反应），写出计算过程．

 

．

Answer 1

分析：（1）根据得失电子守恒和元素守恒配平方程式；
（2）依据硫铁矿质量计算物质的量，依据硫元素守恒得到三氧化硫物质的量，计算对应化学方程式中三氧化硫的量放出的热量，标注物质聚集状态和对应反应热写出热化学方程式；
（3）依据制备过程中的反应，结合元素守恒计算得到对应物质的定量关系，3FeS₂～6SO₂～12Fe²⁺～2Cr₂O₇^2-进行计算；

解答：解：（1）Cr元素的化合价从+6价降低到+3价得到3个电子，所以Cr₂O₇^2-→Cr³⁺得到6个电子；Fe²⁺→Fe³⁺失去1个电子，所以Cr₂O₇^2-计量数是Fe²⁺的6倍，再根据原子守恒和电荷守恒配平其它物质的计量数；所以其方程式为Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
故答案为：1、6、14，2、6、7；
（2）灼烧6g FeS₂产生的SO₂全部转化为SO₃气体时放出9.83kJ热量，依据硫元素守恒n（SO₃）=2n（FeS₂）=

6g

120g/mol

×2=0.1mol，即生成0.1molSO₃气体时放出9.83kJ热量，所以生成2molSO₃气体时放出196.6kJ热量，所以其热化学方程式为：2 SO₂（g）+O₂（g）=2 SO₃（g）；△H=-196.6kJ/mol；
故答案为：2 SO₂（g）+O₂（g）=2 SO₃（g）；△H=-196.6kJ/mol；
（3）取0.1000g样品在空气中充分灼烧，将生成的SO₂气体与足量Fe₂（SO₄）₃溶液完全反应后，用浓度为0.02000mol/L的K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至终点，消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00mL．
依据反应过程得到定量关系为：3FeS₂～6SO₂～12Fe²⁺～2Cr₂O₇^2-，假设硫化亚铁物质的量为x，则
                           3FeS₂～6SO₂～12Fe²⁺～2Cr₂O₇^2-，
                             3                    2
                             x                   0.02000mol/l×0.02500L
x=0.00075mol；
所以样品中FeS₂的质量分数=

0.00075mol×120g/mol

0.1000g

×100%=90%
故答案为：90%；

点评：本题考查了氧化还原方程式的配平，热化学方程式的计算应用，书写方法，化学方程式的计算，元素守恒的计算应用是解题关键，题目难度中等．