Question

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→SO + 2Fe²⁺ + 4H⁺
Cr₂O + 6 Fe²⁺ + 14 H⁺ →2 Cr³⁺ + 6 Fe³⁺ + 7 H₂O
（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13.03kJ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                     ，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。

Answer 1

（1）90.00%
（2）SO₃（g）+H₂O（1）═H₂SO₄（1）；△H═-130.3 kJ/mol
（3）.36×10⁶；15；3.43×10⁷

解析试题分析：
（1）取0.1000g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0.02000mol/L的K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至终点，消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00mL。假设硫化亚铁物质的量为x，则3FeS₂～6SO₂～12Fe²⁺～2Cr₂O₇^2-
3                    2
x                   0.02000mol/l×0.02500L    x=0.00075mol
所以样品中FeS₂的质量分数=0.00075×120/0.1000×100%=90.00%
（2）灼烧6g FeS₂产生的SO₂全部转化为SO₃气体时放出9.83kJ热量，依据硫元素守恒n（S）=2n（FeS₂）=6g/120g.mol^-1×2=0.1mol。产生的0.1molSO₃与水全部化合生成H₂SO₄，放出13.03kJ热量，1molSO₃与水全部化合生成H₂SO₄，放出130.3kJ，SO₃气体转化为H₂SO₄的热化学方程式为：SO₃（g）+H₂O（1）═H₂SO₄（1）；△H═-130.3 kJ/mol；故答案为：SO₃（g）+H₂O（1）═H₂SO₄（1）；△H═-130.3 kJ/mol
（3）煅烧10t上述黄铁矿，含有FeS₂的质量=10×106×90%=9×106g，物质的量==7.5×10⁴mol，依据硫元素守恒，理论上产生SO₂的体积=7.5×10⁴mol×2×22.4L/mol=3.36×10⁶ L；理论上得到硫酸物质的量为7.5×10⁴mol×2=1.5×105mol，质量=1.5×10⁵mol×98g/mol=1.47×10⁷g，制得98%的硫酸质量==1.5×10⁷g=15t。依据上题可知，0.1mol二氧化硫全部反应生成三氧化硫放热9.83kJ热量，产生的SO₃与水全部化合生成H₂SO₄，放出13.03kJ热量，1.5×10⁵molSO₂全部转化为H₂SO₄时放出的热量=1.5×10⁵mol×98.3KJ/mol+1.5×10⁵mol×130.3KJ/mol=3.429×10⁷KJ。故答案为：3.36×106；15；3.43×107。
考点：化学计算