硫酸是一种重要的化工产品.用途十分广泛．化学兴趣小组的同学围绕着硫酸进行了研究性学习活动．活动一:了解硫酸的工业生产[课外阅读]黄铁矿(主要成分为FeS2.杂质不含硫元素)是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料．工业上以黄铁矿为原料生产硫酸的部分工艺流程图如下所示:[问题讨论](1)绿色化学又称环境友好化学.其核心是利用化学原理来减少和消� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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20．硫酸是一种重要的化工产品，用途十分广泛．化学兴趣小组的同学围绕着硫酸进行了研究性学习活动．
活动一：了解硫酸的工业生产
【课外阅读】黄铁矿（主要成分为FeS₂，杂质不含硫元素）是我国大多数硫酸厂制取硫酸
的主要原料．工业上以黄铁矿为原料生产硫酸的部分工艺流程图如下所示：

【问题讨论】
（1）绿色化学又称环境友好化学，其核心是利用化学原理来减少和消除工业生产对环境的影响．上述流程中体现绿色化学理念的是：将SO₂循环利用．
（2）接触室中发生反应的化学方程式为2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{高温}$2SO₃．
（3）化学实验室现有质量分数为98%的浓硫酸，但在实验中常需要用到较稀的硫酸．要把100g上述浓硫酸稀释成质量分数为10%的硫酸，需要水的质量是880g．硫酸是一种重要的化工产品，用途十分广泛，请写出稀硫酸的一种用途除铁锈、实验室制氢气的原料等．
活动二：测定某黄铁矿中FeS₂的含量（假设每步反应均完全）．
【查阅资料】①4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂ ②Na₂SO₃+H₂O₂=Na₂SO₄+H₂O
【实验探究】
Ⅰ．称取1.60g黄铁矿样品放入下图所示装置（夹持和加热装置省略）的石英管中，从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全．

Ⅱ．反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如下处理：

【问题讨论】
（4）Ⅰ中装置甲瓶内盛放的试剂是氢氧化钠溶液，其作用是除去进入装置的空气中的二氧化碳．
（5）Ⅱ中向乙瓶溶液中加入H₂O₂溶液与过量BaCl₂溶液后，需要不断振荡锥形瓶，目的是：加快并充分反应．
（6）Ⅱ中最终得到的4.66g固体是BaSO₄或硫酸钡（填物质的名称或化学式）．
（7）该黄铁矿中FeS₂的质量分数是75%．
【交流反思】
（8）如缺少甲装置，则最终测得FeS₂的质量分数将会偏大（填“偏大”“偏小”或“不变”）．
（9）Ⅱ中证明所加BaCl₂溶液过量的方法是取滤液少许于试管中，滴加氯化钡溶液，若没有白色沉淀，则氯化钡过量．取少量滤液于试管中，加入硫酸或者硫酸钠，产生白色沉淀，则说明氯化钡溶液加入过量．
【拓展思考】
（10）若将14.6克已经部分被氧化的锌粉与196克10%的稀硫酸恰好完全反应，求反应后所得溶液的溶质质量分数是15.3%．（精确至0.1%）（请写出计算过程）

分析（1）根据对题中所述绿色化学的理解，判断流程图中所涉及的变化中体现出绿色化学理念的反应．
（2）接触室内的反应是二氧化硫的催化氧化；
（3）根据稀释前后溶质的质量不变以及硫酸的用途来分析；
（4）根据氢氧化钠的性质来分析；
（5）振荡的目的是为了增大反应物之间的接触面积；
（6）过氧化氢具有氧化性，能将亚硫酸钡氧化成硫酸钡；
（7）根据硫元素质量守恒计算硫化亚铁的质量，再计算出硫化亚铁的质量分数；
（8）根据二氧化碳能与氢氧化钠反应，对计算结果的影响；
（9）根据硫酸钠能与氯化钡反应分析；
（10）根据化学方程式来分析计算．

解答解：（1）根据绿色化学的核心是利用化学原理来减少和消除工业生产对环境的影响，而流程中二氧化硫的循环使用符合绿色化学的理念；故填：将SO₂循环利用；
（2）沸腾炉中生成的二氧化硫气体和空气中的氧气在接触室内发生的催化氧化反应生成三氧化硫；故填：2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{高温}$2SO₃；
（3）设需要加入的水的质量为x，则
100g×98%=（100g+x）×10%
x=880g
稀硫酸用途比较广泛，可用于金属除锈、实验室中制取氢气等．
故填：880；除铁锈、实验室制氢气的原料等．
（4）氢氧化钠溶液可与空气中的二氧化碳反应将其除去；故填：除去进入装置的空气中的二氧化碳．
（5）通过振荡，增大了反应物之间的接触面积，故填：加快并充分反应．
（6）由于过氧化氢具有强氧化性，能将亚硫酸钡氧化成硫酸钡，所以，Ⅱ中最终得到的4.66g固体是BaSO₄；故填：BaSO₄或硫酸钡；
（7）由于在化学变化中硫元素质量守恒，所以，硫元素的质量：4.66g×$\frac{32}{233}×100%$=0.64g，FeS₂的质量：0.64g÷（$\frac{64}{120}$×100%）=1.2g，黄铁矿中FeS₂的质量分数为：$\frac{1.2g}{1.6g}×100%$=75%；
故填：75%；
（8）如果缺少甲装置，由于二氧化碳能与氢氧化钠反应，则最终测得FeS₂的质量分数将会偏大；故填：偏大；
（9）由于硫酸钠能与氯化钡反应，所以，Ⅱ中证明所加BaCl₂溶液过量的方法是：取滤液少许于试管中，滴加氯化钡溶液，若没有白色沉淀，则氯化钡过量；
故填：取滤液少许于试管中，滴加氯化钡溶液，若没有白色沉淀，则氯化钡过量．取少量滤液于试管中，加入硫酸或者硫酸钠，产生白色沉淀，则说明氯化钡溶液加入过量．（合理即可）
（10）解：设其中锌的质量为x，则氧化锌的质量为14.6g-x．锌与稀硫酸反应生成氢气的质量为y
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，
65 98         2
x   $\frac{98x}{65}$       y
   ZnO+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂O，
81     98
14.6g-x $\frac{98（14.6g-x）}{81}$
$\frac{98x}{65}$+$\frac{98（14.6g-x）}{81}$=196g×10%
x=6.5g
因为$\frac{65}{2}=\frac{x}{y}$
y=0.2g
设反应后生成硫酸锌的总质量为z，
根据元素守恒可知，H₂SO₄～ZnSO₄
                 98     161
             196g×10%   z
$\frac{98}{161}=\frac{196×10%}{z}$
z=32.2g
反应后所得溶液的溶质质量分数为：$\frac{32.2g}{14.6g+196g-0.2g}×100%$≈15.3%．
答：反应后所得溶液的溶质质量分数为15.3%．
故填：15.3%．

点评正确处理题中所提供相关信息是解答本题的关键，通过对题目所提供信息的理解与运用，才能完成本题的解答．

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