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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0.1000 g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0.02000 mol/L的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液25.00 mL 。

已知:SO2 + 2Fe3 + 2H2O == SO2 + 2Fe2 + 4H

      Cr2O + 6 Fe2 + 14 H == 2 Cr3 + 6 Fe3 + 7 H2O

⑴.样品中FeS2的质量分数是(假设杂质不参加反应)________________。

⑵.若灼烧6 g FeS2产生的SO2全部转化为SO3气体时放出9.83 kJ热量,产生的SO3与水全部化合生成H2SO4 ,放出13.03 kJ热量,写出SO3气体转化为H2SO4的热化学方程式:____________________________________。

⑶.煅烧10 t上述黄铁矿,理论上产生SO2的体积(标准状况)为_______________L,制得98%的硫酸质量为__________ t ,SO2全部转化为H2SO4时放出的热量是_______ kJ。

 

【答案】

90.00% ;⑵.SO3(g) + H2O⑴ == H2SO4⑴;△H == -130.3 kJ/mol

⑶.3.36 × 106 ;15 ;3.43×107 

【解析】(1)黄铁矿灼烧反应:4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2,结合所给反应可得到:

3FeS2 ~6SO2 ~ 12Fe3~12Fe2 ~2Cr2O

3×120g                           2mol

m                                  0.02×0.025

推得m=0.09g,故样品中FeS2的质量分数是90.00%

(2)FeS2 ~2SO2~2SO3

6/120 mol           0.1mol,故1 molSO3与水全部化合生成H2SO4放出的热量为130.3 kJ,所以SO3气体转化为H2SO4的热化学方程式为:

SO3(g) + H2O⑴ == H2SO4⑴;△H == -130.3 kJ/mol

(3)FeS2     ~    2SO~  2SO3~2 H2SO4  ~    2△H

     120g          44.8L             2×98g     2×130.3kJ

10×106 ×90%g       V         m×106×98%       Q

可得出V=3.36 × 106 L;m=15t ;Q=3.43×107kJ

 

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2012?淄博一模)铁黄是一种重要的颜料,化学式为Fe2O3?xH2O,广泛用于涂料、橡胶、塑料、文教用品等工业.实验室模拟工业利用硫酸渣(含Fe2O3及少量的CaO、MgO等)和黄铁矿粉(主要成分为FeS2)制备铁黄的流程如图:

(1)操作Ⅰ与操作Ⅱ中都用到玻璃棒,玻璃棒在两种操作中的作用分别是
搅拌加速溶解(或搅拌加速反应)
搅拌加速溶解(或搅拌加速反应)
引流
引流

(2)试剂a最好选用
空气
空气
(供选择使用的有:铝粉、空气、浓HNO3);其作用是
作氧化剂,将Fe2+氧化为Fe3+
作氧化剂,将Fe2+氧化为Fe3+

(3)上述步骤中需用到氨气.下列装置可用于实验室制氨气的是
bd
bd
(填序号).

(4)检验溶液Z中含有N
H
+
4
的方法是
取少量溶液Z置于试管中,滴加过量浓NaOH溶液并微热,将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝色,证明含有NH4+
取少量溶液Z置于试管中,滴加过量浓NaOH溶液并微热,将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝色,证明含有NH4+

(5)查阅资料知,在不同温度下Fe2O3被CO还原,产物可能为Fe3O4、FeO或Fe,固体质量与反应温度的关系如下图所示.

根据图象推断670℃时Fe2O3还原产物的化学式为
FeO
FeO
,并设计一个简单的实验,证明该还原产物的成分(简述实验操作、现象和结论).
取少量还原产物置于试管中,加入过量稀硫酸(或稀盐酸),固体完全溶解且无气泡产生;再向其中滴加KSCN溶液,溶液不变色;最后滴加H2O2溶液,溶液变红色,证明还原产物为FeO.
取少量还原产物置于试管中,加入过量稀硫酸(或稀盐酸),固体完全溶解且无气泡产生;再向其中滴加KSCN溶液,溶液不变色;最后滴加H2O2溶液,溶液变红色,证明还原产物为FeO.
.仪器自选.可供选择的试剂:稀H2SO4、稀盐酸、H2O2溶液、NaOH溶液、KSCN溶液.

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科目:高中化学 来源:2012届浙江省杭州十四中高三5月模拟测试理科综合化学试卷(带解析) 题型:填空题

(14分)铁是一种过渡元素,金属铁是最常用的金属。请回答下列各题:
(1)生铁中含有一种铁碳化合物(Fe3C),在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体和能使澄清石灰水变浑浊的气体,该反应的化学方程式为                     。上述反应生成的磁性固体能溶于过量盐酸,该反应的离子方程式为                  
(2)在Fe2+、Fe3+的催化作用下,可实现2SO2+O2+2H2O=2H2SO4的转化。已知,含SO2的废气通入Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O,则另一反应的离子方程式为                        
(3)硫酸厂用煅烧黄铁矿(FeS2)来制取硫酸,实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分是Fe2O3及少量FeS、SiO2)制绿矾。利用烧渣制绿矾的过程如下:
  
①烧渣溶于稀H2SO4过程中,有单质硫生成,写出该反应的离子方程式(只写生成S的反应式,其他反应无需写出)                                
②向溶液X中加入足量铁屑的目的是                              
③可用硫酸酸化的 KMnO4溶液通过滴定法测定绿矾产品中FeSO4含量,滴定时发生反应的离子方程式为                              
(4)已知Fe(OH)3的溶度积常数Ksp=1.1×10-36。室温时在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,当溶液pH=3时,通过计算说明Fe3+是否沉淀完全                 
(提示:当某离子浓度小于1.0×10-5 mol?L-1时可以认为该离子沉淀完全了)

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科目:高中化学 来源:2013-2014学年上海市闸北区高三上学期期末考试化学试卷(解析版) 题型:填空题

硫铁矿又称黄铁矿(主要成分FeS2,杂质不含硫元素),是地壳中分布最广的硫化物。因其浅黄的颜色和明亮的金属光泽,常被误认为是黄金,故又称“愚人金”。

工业上硫铁矿主要用于接触法制造硫酸,其反应原理为:

①FeS2与O2高温下反应生成SO2

②SO2在催化剂作用下与O2反应生成SO3

③SO3与H2O反应生成H2SO4

(1)若1.00吨 SO2与O2的混合气体中含SO2 0.40吨,在一定条件下发生反应②,有80%的SO2发生转化,则反应后混合气体中SO3的质量分数是_________。

(2)现用80吨硫铁矿制硫酸,最后生产出100吨98%的硫酸。若反应过程中硫元素的损失率为5%,则硫铁矿中FeS2的质量分数为__________________。

(3)在浓硫酸中继续溶解SO3后所形成的液体称发烟硫酸,其浓度通常以游离的SO3含量来表示,如20%的发烟硫酸即表示在硫酸中含有20%的SO3。现有1L含SO330%的发烟硫酸(密度为1.95g/cm3),要把它稀释成质量分数为95%的浓硫酸,需加水约多少?(写出计算过程)

(4)已知:850℃~900℃时,硫铁矿在氧气中煅烧,可能发生下列反应:

①3FeS2+8O2→Fe3O4+6SO2

②4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2    

为使FeS2煅烧完全生成Fe2O3,工业上使用过量氧气,当氧气过量20%时,求所得炉气中SO2的体积分数。(写出计算过程)

57.将480 g纯净的FeS2在氧气中完全反应,若所得固体中n(Fe)∶n(O)=4∶a,此时消耗氧气b mol,试写出b与a的关系式_______________________。

 

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科目:高中化学 来源:2011-2012学年浙江省高三5月模拟测试理科综合化学试卷(解析版) 题型:填空题

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(1)生铁中含有一种铁碳化合物(Fe3C),在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体和能使澄清石灰水变浑浊的气体,该反应的化学方程式为                      。上述反应生成的磁性固体能溶于过量盐酸,该反应的离子方程式为                  

(2)在Fe2+、Fe3+的催化作用下,可实现2SO2+O2+2H2O=2H2SO4的转化。已知,含SO2的废气通入Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O,则另一反应的离子方程式为                        

(3)硫酸厂用煅烧黄铁矿(FeS2)来制取硫酸,实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分是Fe2O3及少量FeS、SiO2)制绿矾。利用烧渣制绿矾的过程如下:

  

①烧渣溶于稀H2SO4过程中,有单质硫生成,写出该反应的离子方程式(只写生成S的反应式,其他反应无需写出)                                 

②向溶液X中加入足量铁屑的目的是                              

③可用硫酸酸化的 KMnO4溶液通过滴定法测定绿矾产品中FeSO4含量,滴定时发生反应的离子方程式为                              

(4)已知Fe(OH)3的溶度积常数Ksp=1.1×10-36。室温时在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,当溶液pH=3时,通过计算说明Fe3+是否沉淀完全                 

(提示:当某离子浓度小于1.0×10-5 mol•L-1时可以认为该离子沉淀完全了)

 

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科目:高中化学 来源: 题型:

铁是一种过渡元素,金属铁是最常用的金属。请回答下列各题:

(1)生铁中含有一种铁碳化合物(Fe3C),在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体和能使澄清石灰水变浑浊的气体,该反应的化学方程式为                      。上述反应生成的磁性固体能溶于过量盐酸,该反应的离子方程式为                  

(2)在Fe2+、Fe3+的催化作用下,可实现2SO2+O2+2H2O=2H2SO4的转化。已知,含SO2的废气通入Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O,则另一反应的离子方程式为                        

(3)硫酸厂用煅烧黄铁矿(FeS2)来制取硫酸,实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分是Fe2O3及少量FeS、SiO2)制绿矾。利用烧渣制绿矾的过程如下:

①烧渣溶于稀H2SO4过程中,有单质硫生成,写出该反应的离子方程式(只写生成S的反应式,其他反应无需写出)                                

②向溶液X中加入足量铁屑的目的是                               

③可用硫酸酸化的 KMnO4溶液通过滴定法测定绿矾产品中FeSO4含量,滴定时发生反应的离子方程式为                              

(4)已知Fe(OH)3的溶度积常数Ksp=1.1×10-36。室温时在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,当溶液pH=3时,通过计算说明Fe3+是否沉淀完全                 

       (提示:当某离子浓度小于1.0×10-5 mol•L-1时可以认为该离子沉淀完全了)

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