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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。

(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。
考点:考查关于硫铁矿的纯度、物质的产率等有关计算的知识。

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

向FeCl2和FeCl3混合溶液中加入适量KOH,高速搅拌下加入油脂,过滤后干燥得到一类特殊的磁流体材料,其化学式通式为KxFeO2(其组成可理解为aK2O·bFeO·cFe2O3)。请回答下列问题:
(1)若x的平均值为1.3,则磁流体中Fe2+和Fe3+的质量之比为           
(2)若x为1.4,请写出该磁流体在稀硫酸条件下与足量的KI溶液反应的化学方程式:                                                                                      
将该反应设计为原电池,负极电极反应为                      ,当消耗1L 1.1mol/L KI溶液时,外电路通过电子数刚好为NA个,则该电池的化学能转化为电能的转化效率为           
(3)为测定该磁流体中Fe2+的含量,取化学式为K1.5FeO2的样品2g溶解在稀硫酸中并稀释到100ml,取出2mL加入10ml 0.005mol/L的KMnO4(在酸性条件下KMnO4被Fe2+还原为Mn2+),充分反应后再加入150ml 0.001mol/L的FeSO4,溶液紫红色恰好完全褪色,则原样品中Fe2+的质量分数为           。溶解样品若选择稀硝酸测定结果           (填偏高,偏低,无影响)

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

现有0.1mol·L-1的Na2SO4和0.1mol·L-1的H2SO4混合溶液100mL,向其中逐滴加入0.2mol·L-1的Ba(OH)2溶液,并不断搅拌,使反应充分进行。(忽略溶液体积变化)
⑴当加入50mLBa(OH)2溶液时,发生反应的总离子方程式为                 ,所得溶液中的溶质物质的量浓度为             mol·L—1(保留小数点后3位数字);
⑵当溶液中沉淀量达到最大时,所加Ba(OH)2溶液的体积为     mL,所得溶液溶质物质的量浓度为      mol·L-1

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

用Na2CO3固体配制1mol/L的Na2CO3溶液100mL。
(1)供选用的仪器有:①玻璃棒;②胶头滴管;③酒精灯;④100mL容量瓶;⑤250mL量筒;⑥天平;⑦50mL烧杯;应选用的仪器(填编号)                       
(2)应称取Na2CO3的质量为              g;若称量时砝码和物品放反了,则实际称量的Na2CO3的质量为        g 。
(3)下列操作,会引起所配溶液浓度偏高的是(   )

A.称取的Na2CO3固体中有杂质
B.溶解Na2CO3固体时,因搅拌剧烈使烧杯中的溶液溅出少量
C.没有洗涤烧杯及玻璃棒
D.定容时发现液面高于刻度线,用胶头滴管吸出多余的溶剂
E、定容时仰视刻度线
F、定容时俯视刻度线
G、定容摇匀后,发现液面低于刻度线,再加至刻度线
(4)取所配Na2CO3溶液20ml,向其中滴加足量的稀盐酸,可得到标况下的气体         L,将得到的气体全部通入足量的澄清石灰水,充分反应后,将沉淀过滤,洗涤,干燥,最后可得固体        g。

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(1)已知10g CaCO3分解需要吸收17.56kJ 热量,请写出碳酸钙分解的热化学反应方程式:                                                                              
(2)加热5.00 g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物,反应完成后混合物的质量减少了0.31 g,则原混合物中碳酸钠的质量为             g。

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科目:高中化学 来源: 题型:计算题

在150℃时,将一定质量的NH4HCO3放在密闭容器中分解完全。保持温度不变,求生成气体的平均相对分子质量。

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科目:高中化学 来源: 题型:计算题

下表是用沉淀法测定KHCO3和Na2CO3混合物的组成的相关数据。实验过程是每次称取一定质量的样品溶于水制成溶液,向其中滴加相同浓度的Ba(OH)2溶液,每次实验均充分反应。实验记录见下表:

实验次数
称取样品的
质量/g
所加Ba(OH)2
溶液的体积/L
测得生成沉淀
的质量/g
1
0.518
0.5
0.985
2
1.036
0.5
 
3
1.554
0.5
2.955
4
2.072
0.5
3.940
5
2.590
0.5
3.940
6
3.108
0.5
3.940
分析上表数据回答下列问题:
(1)第2次实验中产生沉淀多少克?请将结果填在表格相应空格中。
(2)样品中KHCO3和Na2CO3的物质的量之比是    。 
(3)室温下,取上述Ba(OH)2溶液50 mL,加入0.05 mol·L-1的盐酸,反应后所得溶液的pH=2,求所加盐酸的体积(混合时不考虑溶液体积变化,写出计算过程)。

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科目:高中化学 来源: 题型:计算题

向10mLNa2CO3和Na2SO4的混合溶液中加入足量的氯化钡溶液,生成沉淀的质量为6.27g,向所得沉淀中加入足量稀盐酸,沉淀质量减少到2.33g,并放出气体,试计算:
(1)原混合物中Na2SO4的物质的量浓度;
(2)在标准状况下产生气体的体积。

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科目:高中化学 来源: 题型:计算题

硫有多种化合物,许多含硫化合物在工业上有重要的用途。
(1)工业上可用黄铁矿、焦炭在有限的空气中燃烧制备硫磺。
3FeS2 + 12C+ 8O2 Fe3O4 + nA↑+ 6S
A是    (写化学式)。若得到192克的硫磺,则产生标准状况下的A气体    L。    
(2)硫的氯化物常做橡胶工业的硫化剂。硫与氯气在一定条件下反应,得到两种硫的氯化物B和D。B物质中的含硫量为0.3107,D物质中的含氯量为0.5259,B的相对分子质量比D小32。计算确定这两种氯化物的分子式分别为                  
(3)硫化氢有毒。在120℃、101kPa,将H2S和O2在密闭容器中点燃,充分反应后又恢复到了原来的温度和压强时,气体体积减少30%,求原混合其气体中H2S的体积分数。写出推导过程。(不考虑硫化氢的分解)
(4)硫代硫酸钠是重要的还原剂,可用亚硫酸钠和硫粉在水溶液中加热制得。取15.12g Na2SO3溶于80.0mL水中,加入5.00g硫粉,用小火加热至微沸,反应约1小时后过滤,将滤液蒸发至体积为30.0mL,再冷却到10℃,则理论上析出Na2S2O3?5H2O多少克?写出推导过程。(已知:Na2S2O3的溶解度,10℃时为60.0g/100g水,100℃时为207g/100g水。100℃时,Na2S2O3饱和溶液的密度为1.14g/mL)。

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