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【题目】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·L1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7标准溶液25.00 mL。
已知:SO2+2Fe3+2H2O=SO42-+2Fe2+4H
Cr2O72-+6Fe2+14H=2Cr3+6Fe3+7H2O
(1)样品中FeS2的质量分数是(假设杂质不参加反应)
(2)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?
(3)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】
(1)90.00%
(2)

SO3(g)+H2O(l) =H2SO4(l) ΔH=-130.3 kJ·mol1


(3)3.36×106;15;3.43×107
【解析】根据题给两个反应可推出SO2与K2Cr2O7的物质的量的关系为3SO2~Cr2O72- , 再根据煅烧黄铁矿反应式4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2
可推出 FeS2~Cr2O72-
所以n(FeS2)= n(Cr2O72-)= ×0.02000 mol·L1×25.00×103 L= ×103 mol
所以(1)样品中FeS2的质量分数为 ×100%=90.00%。(2)因6 g FeS2产生n(SO3)=2× =0.1 mol,与水反应放出热量为13.03 kJ,则1 mol SO3与水反应放出的热量为130.3 kJ,所以热化学方程式为SO3(g)+H2O(l) ====H2SO4(l) ΔH=-130.3 J·mol1。(3)设煅烧10 t上述黄铁矿理论上产生SO2的物质的量为x。
则有0.1000 g∶(0.02000 mol·L1×25.00×103 L×3)=10×106 g∶x
x=1.5×105 mol
所以V(SO2)=1.5×105 mol×22.4 L·mol1=3.36×106 L
根据质量守恒可求出制得98%的硫酸质量为
=15 t
SO2转化为H2SO4时放出的热量为两部分:一部分为SO2转化为SO3放出的,另一部分SO3转化为H2SO4时放出的,可分别求出后相加而得到答案。
【考点精析】关于本题考查的化学平衡的计算,需要了解反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%;产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%才能得出正确答案.

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