Question

20．充分煅烧50g硫铁矿样品，将生成的SO₂和24gO₂混合，并在一定条件下反应，将反应后的混合气体用冰水冷却得40g无色晶体，剩余气体和过量H₂S充分反应得44g固体．求：
（1）SO₂转化成SO₃的百分率．80%
（2）样品中含FeS₂的百分含量．75%．

Answer 1

分析 （1）将反应后的混合气体用冰水冷却得40g无色晶体为SO₃，剩余气体和过量H₂S充分反应得44g固体为S，发生反应：2H₂S+O₂=2S↓+2H₂O、2H₂S+SO₂=3S↓+2H₂O，设反应后混合气体中O₂为xmol、SO₂为ymol，表示出生成 S的物质的量，根据三氧化硫计算消耗O₂、SO₂的物质的量，再根据S单质、氧气的质量列方程计算解答；
（2）根据S元素守恒计算FeS₂的质量，进而计算样品中含FeS₂的百分含量．

解答 解：（1）将反应后的混合气体用冰水冷却得40g无色晶体为SO₃，其物质的量为$\frac{40g}{80g/mol}$=0.5mol，则：
O₂（g）+2SO₂（g）?2SO₂（g）
 1        2      2
0.25mol  0.5mol 0.5mol
剩余气体和过量H₂S充分反应得44g固体为S，其物质的量为$\frac{44g}{32g/mol}$=1.375mol，氧气总物质的量为$\frac{24g}{32g/mol}$=0.75mol，设反应后混合气体中O₂为xmol、SO₂为ymol，则：
2H₂S+O₂=2S↓+2H₂O、2H₂S+SO₂=3S↓+2H₂O，
   xmol  2xmol        ymol  3ymol
故x+0.25=0.75，则x=0.5mol
2x+3y=1.375，解得y=0.125
故二氧化硫总物质的量为0.5mol+0.125mol=0.625mol，二氧化硫的转化率为$\frac{0.5mol}{0.625mol}$×100%=80%，
故答案为：80%；
（2）根据S元素守恒，m（FeS₂）=$\frac{0.625mol}{2}$×120g/mol=37.5g，故样品中含FeS₂的百分含量为$\frac{37.5g}{50g}$×100%=75%，
故答案为：75%．

点评 本题考查化学平衡计算，关键是明确冷却后剩余气体与过量硫化氢发生的反应，学生容易忽略氧气与硫化氢的反应．