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 h，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的离子方程式为_____________________________________。
(2)用水洗涤时，如何证明SO₄^2—已除尽？________________________________________。
(3)已知1.20 g FeS₂在O₂中完全燃烧生成Fe₂O₃和SO₂气体放出8.52 kJ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1.120 0 g(假定只含FeS一种杂质)，在足量的氧气流中充分加热，最后得0.800 0 g红棕色固体，试计算该正极材料中FeS₂的质量分数(写出计算过程)。

Answer 1

　(1)Fe^2＋＋S₂O₃^2—＋S＋H₂OFeS₂＋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)   ΔH＝－3 408 kJ·mol^－1
[或FeS₂(s)＋O₂(g)=Fe₂O₃(s)＋2SO₂(g)]  ΔH＝－852 kJ·mol^－1
(4)解：120n(FeS₂)＋88n(FeS)＝1.120 0
n(FeS₂)＋n(FeS)＝
n(FeS₂)＝0.007 5 mol
w(FeS₂)＝≈0.803 6

　(1)由题中信息可写出四种反应物，再由原子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—，需要先用盐酸除去干扰离子，以防生成除BaSO₄以外的钡盐沉淀。(3)0.01 mol FeS₂完全燃烧放出8.52 kJ的热量。写热化学方程式要标注物质的状态，同时ΔH应与化学计量系数成比例。(4)由质量关系，列出120n(FeS₂)＋88n(FeS)＝1.120 0，由铁原子守恒列出n(FeS₂)＋n(FeS)＝mol，联合解得FeS₂的物质的量，进而求出其含量。