Question

二硫化亚铁是Li/FeS₂电池的正极活性物质，可用水热法合成。FeSO₄、Na₂S₂O₃、S及H₂O在200℃连续反应24小时，四种物质以等物质的量反应，再依次用CS₂、H₂O洗涤、干燥及晶化后得到。
（1）合成FeS₂离子方程式为                 。
（2）用水洗涤时，如何证明S0₄^2-己除尽　             。
（3）己知1.20gFeS₂在O₂中完全燃烧生成Fe₂O₃和SO₂气体放出8.52kJ热量，FeS₂燃烧反应的热化学方程式为　                                             。
（4）取上述制得的正极材料1.1200g (假定只含FeS一种杂质)，在足量的氧气流中充分加热，最后得0.8000g红棕色固体，则该正极材料中FeS₂的质量分数(写出计算过程)。
                                            。

Answer 1

（1）Fe²⁺ + S₂O₃^2－+S+H₂O  FeS₂↓+2H⁺ + SO₄^2－
（2）取少许最后一次洗涤滤液，先用足量盐酸酸化，再向上述清液中滴加BaCl₂溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤干净
（3）4FeS₂(s) +11O₂(g) = 2Fe₂O₃(s) + 8SO₂(g) △H=－3408kJ·mol^－1
[或FeS₂(s) +11/4O₂(g) = 1/2Fe₂O₃(s) + 2SO₂(g) △H=－852kJ·mol^－1]
（4）解：120n(FeS₂)+88n(FeS) =1.1200
n(FeS₂)+ n(FeS) =2×0.8000g/160g·mol^－1
n(FeS₂)=0.0075mol
ω(FeS₂)= 0.0075mol×120g·mol^－1/1.1200g≈0.8036

试题分析：（1）由题中信息可写出四种反应物，再由元素守恒和电荷守恒写出产物，Na₂S₂O₃中一个S显+6价，一个S显-2价，其中-2的S与单质S发生归中反应，根据得失电子守恒配出反应。（2）检验SO₄^2－，需要先用HCl去除干扰离子，以防生成除BaSO₄以外的钡盐沉淀。（3）0.01mol FeS₂完全燃烧放出8.52KJ的热量。写热化学方程式要标注物质的状态，同时?H应与化学计量系数成比例。（4）由质量关系，列出120n(FeS₂)+88n(FeS) =1.1200，由铁守恒列出n(FeS₂)+ n(FeS) =2×0.8000g/160，联合解得FeS₂的量，进而求出含量。