黄铁矿主要成分是FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取2.000g样品在空气中充分灼烧(假设杂质不参加反应),将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶
题型:不详难度:来源:
黄铁矿主要成分是FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取2.000g样品在空气中充分灼烧(假设杂质不参加反应),将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,用浓度为0.3360mol·L-1的KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液25.00mL。 已知:①4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 ②SO2+2Fe3++2H2O→SO42-+2Fe2++4H+ ③MnO4-+5Fe2++8H+→Mn2++5Fe3++4H2O (1)样品中FeS2的质量分数是 。(用小数表示,保留三位,下同) (2)煅烧1000 t该黄铁矿生产出997.9 t硫酸铵,若黄铁矿制取硫酸时的利用率为0.800,则在制取硫酸铵时硫酸的利用率为 。 (3)为使黄铁矿充分燃烧,工业上使用过量空气(设空气中O2的体积分数为0.200),当空气过量20%时,煅烧后气体中SO2的体积分数是多少? (4)若接触室导出的气体中含体积分数为0.0672的SO3。把出口气体送进吸收塔,用质量分数为0.980的硫酸吸收,可得到“发烟H2SO4”(H2SO4和SO3的混合物,其中含质量分数为0.200的SO3)。计算吸收106 m3出口气体(已折算为标准状况)所需要质量分数为0.980的硫酸的质量。 |
答案
(1)0.630 (2)0.900 (3)0.127 (4)664.6 t |
解析
试题分析: (1)由方程式得关系式为5FeS2~10SO2~20Fe2+~4MnO4-.n(KMnO4)= 0.3360mol/L×0.025L=0.0084mol,所以n(FeS2)= (5÷4)×0.0084mol=0.0105mol。m(FeS2)= 0.0105mol×120g/mol=1.26g.样品中FeS2的质量分数是1.26g÷2.000g=0.630. (2)1000 t该黄铁矿含纯净物的物质的量为(1000 t×0.630×106g/t)÷120g/mol×2=5.25×106mol.假设在制取硫酸铵时硫酸的利用率为X,则根据S元素守恒可得:5.25×106mol×0.800×X×2="(997.9" t×106g/t)÷132g/mol。解得X=0.900。 (3)假设有4mol的FeS2发生反应,根据方程式4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2可知产生了8mol 的SO2需要消耗11mol O2,因为空气中O2的体积分数为0.200,所以需要空气的物质的量为11mol÷0.200="55mol," 若空气过量20%,则实际通入的空气的物质的量为55mol×120%=66mol.由方程式可知若有11mol O2参加反应,由反应前到反应后气体的物质的量减少3mol.所以反应后气体的总物质的量为66-3=63mol.对于气体来说,气体的体积比就是它们的物质的量的比。所以煅烧后气体中SO2的体积分数是8mol÷63mol=0.127. (4)假设需要质量分数为0.980的硫酸的质量为X,其中硫酸的物质的量为0.980X÷98=0.010X,水的物质的量为0.020X÷18=0.0011X。则通入SO3气体发生反应:H2O+SO3=H2SO4产生的硫酸消耗的SO3的物质的量为0.0011X。106 m3出口气体SO3的物质的量为:n(SO3)="(" 0.0672×106 m3×103L/m3) ÷22.4 L/mol= 3×106 mol.,那么得到的得到“发烟H2SO4”中含有SO3的物质的量为(3×106-0.0011x)mol. 由于得到“发烟H2SO4”中含质量分数为0.200的SO3。所以(3×106-0.0011x)mol×80g/mol÷(x+3×106mol×80g/mol)=0.2.解得x=664.6×106g=664.6 t。 |
举一反三
设NA为阿伏加德罗常数,常压下H2S在一定量O2中燃烧。下列说法肯定错误的是A.110℃时,若反应前混合气体共NA个分子,反应后得到0.65NA个气体分子 | B.110℃时,2NA个H2S分子与氧气恰好反应完,所得气体的相对分子质量为20 | C.0℃时,若生成2.24L刺激性气体,则转移电子数为0.8NA | D.若得到的氧化产物有NA个原子,则参加反应的反应物分子有NA个 |
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标准状况下H2和Cl2组成的混合气体amol,其中氯气的体积分数为w。经光照后缓缓通入含bmolNaOH的溶液中充分反应,测得最终溶液中含有c molNaClO(c>0),则下列说法正确的是 A.若c>b - a,则 | B.若a + c>b,则 | C.若b="a" + c,则 w=0.5 | D.若a<b-c,则 |
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硫、氮、碳、铁、铜等常见元素在化合物中常表现出多种价态,如硫有-2、-1、+2、+4、+6等价态。这些元素在化工生产中有着重要应用。 (1)31.2g镁与碳粉的混合物在一定条件下恰好完全反应,再加入足量水,得到40.6g白色沉淀,同时产生密度为1.4107g/L(标准状况)的丙二烯和不饱和烃X的混合气体。 ①镁与碳粉的反应产物的化学式为 ______________ 。 ②原混合物中碳粉的物质的量分数为 ___________。(用小数表示,保留2位小数) (2)某复杂盐由三种元素组成,含两种阳离子和两种阴离子。取21.76g该复杂盐,平均分为两份。将第一份溶于足量盐酸酸化的氯化钡溶液,所得沉淀中含9.32g硫酸钡。将第二份溶于足量热浓硝酸,再滴加足量硝酸钡溶液,得13.98g白色沉淀,过滤后向蓝色滤液中加足量烧碱溶液,过滤、洗涤、灼烧,得8.00g黑色固体。 ①该复杂盐的化学式为_____________。 ②该复杂盐中两种阳离子的质量比为 _________________ 。 (3)某地质学家经勘测发现一种新的磁黄铁矿,主要成分为Fe1-xS1+x,杂质不含Fe、S。分析可知该磁黄铁矿中,铁元素中三价铁的质量分数为75%。取5吨 73%的该磁黄铁矿,用接触法制硫酸,若沸腾炉中煅烧的损耗率为4%,接触室中反应的转化率为94%,SO3的吸收效率为97%,则最多可制得98.3%的浓硫酸的质量是________________。(保留2位小数) |
设nA为阿伏伽德罗常数的数值,下列说法正确的是( )A.标准状况下,2.24L苯含有的分子数为0.1nA | B.25℃时,pH=13的Ba(OH)2溶液中含有OH-的数目为0.2nA | C.1 L 0.1 mol·L-1 Al2(SO4)3溶液中Al3+的数目为0.2nA | D.1.5molNO2与足量H2O反应,转移的电子数为nA |
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下列说法正确的是A.7.8克Na2S和Na2O2的固体混合物中含有的阴离子数目为0.1NA | B.用铜做电极电解CuSO4溶液的反应方程式: 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ | C.常温时,浓度均为0.01mol/L的 Na2CO3溶液和NaHCO3溶液等体积混合,其溶液中粒子浓度关系为 c(CO32-) +c(HCO3-)+c(H2CO3) =0.02mol/L | D.在蒸馏水中滴加浓H2SO4,KW不变 |
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