Question

（1）硫铁矿又称黄铁矿，是生产硫酸的原料，其主要成分为
FeS₂．850℃～900℃时，
硫铁矿在在沸腾炉中煅烧，发生下列反应：
4FeS₂+11O₂→2Fe₂O₃+8SO₂（杂质不与氧气反应）
设120kg纯净的FeS₂与氧气完全反应，产生标准状况下SO₂

44.8

m³．
（2）0.65mol铜与100ml、18mol/L的浓硫酸充分反应后，铜完全溶解，将所得溶液稀释到10L，在此溶液中滴加5mol/L的氢氧化钠溶液至沉淀质量最大时，需氢氧化钠溶液

460

 ml．
（3）在100mL NaOH溶液中加入NH₄NO₃和（NH₄）₂SO₄的固体混合物，加热使之充分反应．
如图是加入的混合物质的质量和产生的气体体积（标准状况）的关系．则NaOH的物质的量浓度为

5

 mol/L
（4）某Na₂SO₃固体已部分被氧化为Na₂SO₄，经测定该混合物中含硫的质量分数为25%，取51.2g该混合物加入某浓度过量的硫酸50mL，加热使气体全部逸出并收集，然后再向溶液中加入0.5mol/L氢氧化钠溶液50mL恰好中和余酸．求：硫酸溶液的物质的量浓度（要求解答过程）

Answer 1

分析：（1）根据方程式计算二氧化硫的体积；
（2）根据电子转移计算生成的二氧化硫的物质的量，根据硫元素守恒计算反应后溶液中硫酸根的物质的量，向反应后溶液中滴加5mol/L的氢氧化钠溶液至沉淀质量最大时，产生溶液中溶质为硫酸钠，根据硫酸根守恒计算硫酸钠的物质的量，根据钠离子守恒计算n（NaOH）的物质的量，进而计算氢氧化钠溶液的体积；
（3）氢氧化钠与NH₄NO₃和（NH₄）₂SO₄的混合物生成氨气，发生反应NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+2H₂O，由图象可知，加入固体34.4g时生成氨气体积增大为11.2L，根据氨气的体积计算氢氧根的物质的量，再根据c=

n

V

计算氢氧化钠的物质的量浓度；
（4）计算硫原子的物质的量，根据化学式计算样品中Na₂SO₃、Na₂SO₄总的物质的量，令51.2g该混合物Na₂SO₃、Na₂SO₄的物质的量分别为xmol、ymol，列方程计算x、y的值，加入的硫酸与亚硫酸钠、氢氧化钠反应，二者都生成硫酸钠，根据硫酸根、钠离子守恒可知n（H₂SO₄）=n_生成（Na₂SO₄）=n（Na₂SO₃）+

1

2

n（NaOH）．

解答：解：（1）4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂
       480g           8×22.4L     
       120×10³          V
故V=

8×22.4L×120×103g

480g

=44.8×10³L=44.8m³，
故答案为：44.8；
（2）0.65mol铜完全反应，根据电子转移守恒可知生成二氧化硫为

0.65mol×2

6-4

=0.65mol，故反应的溶液中硫酸根的物质的量为0.1L×18g/mol-0.65mol=1.15mol，向反应后溶液中滴加5mol/L的氢氧化钠溶液至沉淀质量最大时，产生溶液中溶质为硫酸钠，根据硫酸根守恒可知，n（硫酸钠）=n（硫酸根）=1.15mol，根据钠离子守恒可知，n（NaOH）=2n（硫酸钠）=1.15mol×2=2.3mol，故需要氢氧化钠溶液的体积为

2.3mol

5mol/L

=0.46L=460mL，
故答案为：460；
（3）发生反应NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+2H₂O，由图象可知，加入固体34.4g时生成氨气体积增大为11.2L，氨气的物质的量为

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，由方程式可知n（OH^-）=0.5mol，故

0.5mol

0.1L

=5mol/L，
故答案为：5；
（4）混合物中含硫的质量分数为25%，51.2g该混合物中硫原子的物质的量为

51.2g×25%

32g/mol

=0.4mol，根据化学式可知样品中Na₂SO₃、Na₂SO₄总的物质的量为0.4mol，令51.2g该混合物Na₂SO₃、Na₂SO₄的物质的量分别为xmol、ymol，则：

x+y=0.4 126x+142y=51.2

，解得x=0.35、y=0.05，
加入的硫酸与亚硫酸钠、氢氧化钠反应，二者都生成硫酸钠，根据硫酸根、钠离子守恒可知n（H₂SO₄）=n_生成（Na₂SO₄）=n（Na₂SO₃）+

1

2

n（NaOH）=0.35mol+

1

2

×0.5mol/L×0.05L=0.3625，故硫酸溶液的物质的量浓度为

0.3625mol

0.05L

=7.25mol/L，
答：硫酸溶液的物质的量浓度为7.25mol/L．

点评：本题考查化学计算，为拼合型题目，题目计算量较大，过程比较复杂，对学生的心理有很好的考验，综合考查学生分析解决问题的能力，注意守恒思想的运用，难度中等．