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样品在空气中充分燃烧，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+Fe³⁺+2H₂O=SO₄^2－+Fe²⁺+4H⁺    Cr₂O₇^2－+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

（1）样品中FeS₂的质量分数            (假设杂质不参加反应)。

（2）若燃烧6gFeS₂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%的硫酸的质量为        t，SO₂全部转化为SO₃时放出的热量是         kJ。

Answer

（1）90%（2）SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) △H=－130.3kJ/mol

（3）3.36×106 15 3.43×107

【解析】

试题分析：（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%；

（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)=6g÷120g/mol×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(l)═H2SO4(l)；△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=9×106g÷120g/mol=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=1.47×107g÷98%=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。

【考点定位】考查热化学方程式的计算应用、书写方法，化学方程式的计算等。

【名师点晴】有关工业流程的计算解题为灵活运用原子守恒，至于热化学方程式的书写及计算，需要注意：①必须注明△H的“+”与“-”。“+”表示吸收热量，“-”表示放出热量；②要注明反应物和生成物的聚集状态，g表示气体，l表示液体，s表示固体，热化学方程式中不用气体符号或沉淀符号；③热化学方程式的数值与化学计量数有关，对于相同的物质反应，当化学计量数不同，其△H也不同。当化学计量数加倍时，△H也加倍，当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。