Question

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．
已知：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═SO^2-+2Fe²⁺+4H⁺
Cr₂O+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O
（1）样品中FeS₂的质量分数是（假设杂质不参加反应）    ．
（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，产生的SO₃与水全部化合生成H₂SO₄，放出13.03kJ热量，写出SO₃气体转化为H₂SO₄的热化学方程式：    ．
（3）煅烧10t上述黄铁矿，理论上产生SO₂的体积（标准状况）为    L，制得98%的硫酸质量为     t，SO₂全部转化为H₂SO₄时放出的热量是     kJ．

Answer

（1）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+～2Cr2O72-进行计算；
（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（1）的计算和化学方程式对应计算关系分别计算二氧化硫和硫酸质量，结合（2）的热化学方程式计算二氧化硫全部转化为硫酸放出的热量；
【解析】
（1）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+～2Cr2O72-，假设硫化亚铁物质的量为x，则
                           3FeS2～6SO2～12Fe2+～2Cr2O72-，
                             3                    2
                             x                   0.02000mol/l×0.02500L
x=0.00075mol；
所以样品中FeS2的质量分数=×100%=90%
故答案为：90.00%；       
（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（S）=2n（FeS2）=×2=0.1mol，产生的0.1molSO3与水全部化合生成H2SO4，放出13.03kJ热量，1molSO3与水全部化合生成H2SO4，放出130.3kJ，SO3气体转化为H2SO4的热化学方程式为：SO3（g）+H2O（1）═H2SO4（1）；△H═-130.3 kJ/mol；
故答案为：SO3（g）+H2O（1）═H2SO4（1）；△H═-130.3 kJ/mol；
（3）煅烧10t上述黄铁矿，含有FeS2的质量=10×106×90%=9×106g，物质的量==7.5×104mol，
依据硫元素守恒，理论上产生SO2的体积=7.5×104mol×2×22.4L/mol=3.36×106 L；
理论上得到硫酸物质的量为7.5×104mol×2=1.5×105mol，质量=1.5×105mol×98g/mol=1.47×107g
制得98%的硫酸质量==1.5×107g=15t；
依据（2）可知，0.1mol二氧化硫全部反应生成三氧化硫放热9.83kJ热量，产生的SO3与水全部化合生成H2SO4，放出13.03kJ热量，1.5×105molSO2全部转化为H2SO4时放出的热量=1.5×105mol×98.3KJ/mol+1.5×105mol×130.3KJ/mol=3.429×107KJ；
故答案为：3.36×106；15；3.43×107；