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某硫酸厂进行硫铁矿(主要成分是FeS2)含量的测定.取样品0.1000g在空气中充分灼烧,将生成的SO2气体与足量的Fe2(SO43溶液反应,反应后的溶液用浓度为0.02000mol?L-1
的KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液30.00mL.已知:
SO2+2Fe3++2H2O=SO2-4+2Fe2++4H+;5Fe2++MnO-4+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
(1)滴定前______(填“需要”或“不需要”)滴加指示剂.滴定至终点的判断方法是______.
(2)样品中FeS2的质量分数是______(假定杂质不参加反应).
(3)若灼烧6g纯净FeS2产生的SO2全部被氧化为SO3气体,再将产生的SO3气体全部与水化合生成硫酸溶液时,放出13.03kJ热量,写出SO3气体转化为H2SO4溶液的热化学方程式:______.
(4)二氧化硫和氮的氧化物是大气的主要污染物,防止和治理环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一.
①用CH4催化还原NOx为N2可以消除氮氧化物的污染.试写出总反应的化学方程式:______.
②新型纳米材料氧缺位铁酸锌(ZnFe2Ox),常温下它能使工业废气中的氮的氧化物、SO2分解,减小工业废气对环境的影响,它可由铁酸锌(ZnFe2O4)经高温还原制得.转化流程如下图所示:

若2mol ZnFe2Ox与SO2反应可生成0.75mol S,则x=______.
【答案】分析:(1)高锰酸钾为紫红色,过程中不需要加指示剂;
(2)根据二氧化硫和硫酸铁反应,根据二价铁和高锰酸钾反应的方程式进行解答;
(3)三氧化硫和水反应生成硫酸,根据热化学方程式的意义,方程式中物质前的系数表示物质的量,据此解答;
(4)①根据反应物和生成物结合氧化还原反应原理解答;②根据得失电子守恒和化学式中元素化合价代数和为零解答.
解答:解:(1)高锰酸钾溶液为紫红色,当达到滴定终点时,再滴入高锰酸钾溶液时,溶液变成紫红色且半分钟内不褪色,
故答案为:不需要;溶液变成紫红色且半分钟内不褪色;
(2)KMnO4溶液中KMnO4的物质的量为n=C×V=0.02000mol?L-1×0.03L=6×10-4 mol,根据硫元素守恒:
 5Fe2++MnO-4 +8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;   SO2 +2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+;           FeS2 ~2SO2
  5             1                       1                    2                     1       2
  3×10-3mol   6×10-4 mol              1.5×10-3mol       3×10-3mol          7.5×10-4mol   1.5×10-3mol   
   样品中FeS2的质量分数
×100%=90%,
故答案为:90%;
(3)6g纯净FeS2的物质的量为n===0.05mol,含有硫的物质的量为:0.1mol,全部被氧化为SO3气体,再将产生的SO3气体全部与水化合生成硫酸溶液时,放出13.03kJ热量,则1molSO3气体全部与水化合生成硫酸溶液时,放出130.3kJ热量,所以热化学方程式为:SO3(g)+H2O(l)═H2SO4(aq)△H=-130.3KJ/mol;
故答案为:SO3(g)+H2O(l)═H2SO4(aq)△H=-130.3KJ/mol;
(4)①用CH4催化还原NOx为N2可以消除氮氧化物的污染,反应物为CH4和NOx,生成物为N2,根据化学反应质量守恒,产物须有水和二氧化碳,然后配平得xCH4+4NOx═2N2+xCO2+2H2O,
故答案为:xCH4+4NOx═2N2+xCO2+2H2O;
②新型纳米材料ZnFe2OX可由化合物ZnFe2O4经高温还原制得,若2mol ZnFe2OX与SO2反应可生成0.75molS,则ZnFe2OX被还原为ZnFe2O4,令中铁元素的化合价为a,根据电子转移守恒,可知2mol×2×(3-a)=0.75mol×4,解得,a=2.25,利用化合价代数和为零,2+2.25×2=2x,解得x=3.25
故答案为:3.25.
点评:本题比较综合,考查了氧化还原、热化学方程式的书写等知识,解答时须熟练掌握氧化还原反应的原理,题目较难.
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

某硫酸厂进行硫铁矿(主要成分是FeS2)含量的测定.取样品0.1000g在空气中充分灼烧,将生成的SO2气体与足量的Fe2(SO43溶液反应,反应后的溶液用浓度为0.02000mol?L-1
的KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液30.00mL.已知:
SO2+2Fe3++2H2O=SO2-4+2Fe2++4H+;5Fe2++MnO-4+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
(1)滴定前
不需要
不需要
(填“需要”或“不需要”)滴加指示剂.滴定至终点的判断方法是
溶液变成紫红色且半分钟内不褪色
溶液变成紫红色且半分钟内不褪色

(2)样品中FeS2的质量分数是
90%
90%
(假定杂质不参加反应).
(3)若灼烧6g纯净FeS2产生的SO2全部被氧化为SO3气体,再将产生的SO3气体全部与水化合生成硫酸溶液时,放出13.03kJ热量,写出SO3气体转化为H2SO4溶液的热化学方程式:
SO3(g)+H2O(l)═H2SO4(aq)△H=-130.3KJ/mol
SO3(g)+H2O(l)═H2SO4(aq)△H=-130.3KJ/mol

(4)二氧化硫和氮的氧化物是大气的主要污染物,防止和治理环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一.
①用CH4催化还原NOx为N2可以消除氮氧化物的污染.试写出总反应的化学方程式:
xCH4+4NOx═2N2+xCO2+2H2O
xCH4+4NOx═2N2+xCO2+2H2O

②新型纳米材料氧缺位铁酸锌(ZnFe2Ox),常温下它能使工业废气中的氮的氧化物、SO2分解,减小工业废气对环境的影响,它可由铁酸锌(ZnFe2O4)经高温还原制得.转化流程如下图所示:

若2mol ZnFe2Ox与SO2反应可生成0.75mol S,则x=
3.25
3.25

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科目:高中化学 来源: 题型:

【化学-选修 化学与技术】
工业上用硫铁矿为主要原料抽取硫酸,主要设备有沸腾米,接触室和吸引塔.
(1)硫铁矿在进入沸腾炉前需要粉碎,其目的是
 

(2)为了充分利用反应放出的热量,接触室中应安装
 
(填设备名称);吸引塔中填充许多瓷管,其作用是
 

(3)吸收塔排放的尾气中含有少量的SO2,防止污染大气、充分利用原料,在排放前必须进行尾气处理并设法进行综合利用.
传统的方法是:尾气中的SO2通常用足量氨水吸收,然后再用稀硫酸处理,写出上述过程中的化学反应方程式:
 
,其优点是
 

创新方法是:将尾气中的SO2用Na2SO3溶液吸收,然后再加热所得溶液,写出上述过程中的化学反应方程式:
 
,创新方法与传统方法相比,其优点是
 

(4)在硫酸的工业制法中,下列生产操作及说法生产操作的主要原因二者都正确的是
 
(填序号)
A.从沸腾炉出来的炉气需净化,因为炉气中的SO2与杂质反应
B.硫酸生产中常采用高压条件,目的是提高SO2的转化率
C.SO2被氧化为SO3时需要使用催化剂,这样可以提高SO2的转化率
D.SO3用98.3%浓硫酸吸收,目的是防止形成酸雾,有利于SO3吸收完全
(5)某硫酸厂若要生产8吨98%的浓硫酸至少需要标准状况下的空气
 
m3( O2空气中的体积分数按20%计算).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

某硫酸厂进行硫铁矿(主要成分是FeS2)含量的测定.取样品0.1000g在空气中充分灼烧,将生成的SO2气体与足量的Fe2(SO43溶液反应,反应后的溶液用浓度为0.02000mol?L-1
的KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液30.00mL.已知:
SO2+2Fe3++2H2O=SO2-4+2Fe2++4H+;5Fe2++MnO-4+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
(1)滴定前______(填“需要”或“不需要”)滴加指示剂.滴定至终点的判断方法是______.
(2)样品中FeS2的质量分数是______(假定杂质不参加反应).
(3)若灼烧6g纯净FeS2产生的SO2全部被氧化为SO3气体,再将产生的SO3气体全部与水化合生成硫酸溶液时,放出13.03kJ热量,写出SO3气体转化为H2SO4溶液的热化学方程式:______.
(4)二氧化硫和氮的氧化物是大气的主要污染物,防止和治理环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一.
①用CH4催化还原NOx为N2可以消除氮氧化物的污染.试写出总反应的化学方程式:______.
②新型纳米材料氧缺位铁酸锌(ZnFe2Ox),常温下它能使工业废气中的氮的氧化物、SO2分解,减小工业废气对环境的影响,它可由铁酸锌(ZnFe2O4)经高温还原制得.转化流程如下图所示:

若2mol ZnFe2Ox与SO2反应可生成0.75mol S,则x=______.

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科目:高中化学 来源:不详 题型:问答题

某硫酸厂进行硫铁矿(主要成分是FeS2)含量的测定.取样品0.1000g在空气中充分灼烧,将生成的SO2气体与足量的Fe2(SO43溶液反应,反应后的溶液用浓度为0.02000mol?L-1
的KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液30.00mL.已知:
SO2+2Fe3++2H2O=SO2-4+2Fe2++4H+;5Fe2++MnO-4+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
(1)滴定前______(填“需要”或“不需要”)滴加指示剂.滴定至终点的判断方法是______.
(2)样品中FeS2的质量分数是______(假定杂质不参加反应).
(3)若灼烧6g纯净FeS2产生的SO2全部被氧化为SO3气体,再将产生的SO3气体全部与水化合生成硫酸溶液时,放出13.03kJ热量,写出SO3气体转化为H2SO4溶液的热化学方程式:______.
(4)二氧化硫和氮的氧化物是大气的主要污染物,防止和治理环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一.
①用CH4催化还原NOx为N2可以消除氮氧化物的污染.试写出总反应的化学方程式:______.
②新型纳米材料氧缺位铁酸锌(ZnFe2Ox),常温下它能使工业废气中的氮的氧化物、SO2分解,减小工业废气对环境的影响,它可由铁酸锌(ZnFe2O4)经高温还原制得.转化流程如下图所示:

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若2mol ZnFe2Ox与SO2反应可生成0.75mol S,则x=______.

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