题目
题型:不详难度:来源:
工业上硫铁矿主要用于接触法制造硫酸,其反应原理为:
①FeS2与O2高温下反应生成SO2;
②SO2在催化剂作用下与O2反应生成SO3;
③SO3与H2O反应生成H2SO4.
(1)若1.00吨 SO2与O2的混合气体中含SO2 0.40吨,在一定条件下发生反应②,有80%的SO2发生转化,则反应后混合气体中SO3的质量分数是_________。
(2)现用80吨硫铁矿制硫酸,最后生产出100吨98%的硫酸。若反应过程中硫元素的损失率为5%,则硫铁矿中FeS2的质量分数为__________________。
(3)在浓硫酸中继续溶解SO3后所形成的液体称发烟硫酸,其浓度通常以游离的SO3含量来表示,如20%的发烟硫酸即表示在硫酸中含有20%的SO3。现有1L含SO330%的发烟硫酸(密度为1.95g/cm3),要把它稀释成质量分数为95%的浓硫酸,需加水约多少?(写出计算过程)
(4)已知:850℃~900℃时,硫铁矿在氧气中煅烧,可能发生下列反应:
①3FeS2+8O2→Fe3O4+6SO2
②4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2
为使FeS2煅烧完全生成Fe2O3,工业上使用过量氧气,当氧气过量20%时,求所得炉气中SO2的体积分数。(写出计算过程)
57.将480 g纯净的FeS2在氧气中完全反应,若所得固体中n(Fe)∶n(O)=4∶a,此时消耗氧气b mol,试写出b与a的关系式_______________________。
答案
(2)78.9%
(3)241.2g
(4)78.4%
57.b=0.5a+8
解析
试题分析:(1)2SO2+O22SO3。n(SO2)——n(SO3). 发生反应的SO2质量m(SO2)= 0.40吨×80%=0.32吨,则产生的SO3的质量为80/64×0.32吨=0.4吨。故反应后混合气体中SO3的质量分数是0.4÷1×100%=0.4或40%。
(2)根据元素守恒可知关系式为FeS2——2SO2——2SO3——2H2SO4。1mol FeS2可制取2mol H2SO4.即120吨FeS2若完全转化可制取196吨纯净的硫酸。假设的硫铁矿中FeS2的质量分数为X,则可列比例式120:( 2×98) =80×X(1-5%):( 100×98%).解得X=78.9%。
(3)现有1L含SO330%的发烟硫酸(密度为1.95g/cm3),要把它稀释成质量分数为95%的浓硫酸,需加水约多少?m(溶液)= 1.95g/cm3×1000ml ="1950g" .m(SO3)= 1.95g/cm3×1000ml×30%=1950g="585" g.由SO3产生的硫酸质量为585 g×98/80=716.6g. m(H2SO4)= 1.95g/cm3×1000ml×(1-30%)=1365g假设1L含SO330%的发烟硫酸(密度为1.95g/cm3),要把它稀释成质量分数为95%的浓硫酸,需加水质量为Y,则(1950g+Y) × 95%=716.6g+1365g.解得Y=241.2g。
(4)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 假设反应产生8摩尔的SO2,则理论上需要11摩尔的O2。由于氧气过量20%,所以实际通入的氧气的物质的量为11×120%mol =13.2mol.过量的氧气为2.2mol.在同温同压下,对于气体来说气体的体积比就是它们的物质的量的比。故所得炉气中SO2的体积分数8÷(8+2.2)×100%=78.4%。
57.在FeS2中n(Fe):n(S)=1:2。480g FeS2的物质的量为480g÷120g/mol=4mol.n(SO2)=8mol.n(Fe)=4mol。在所得固体中n(Fe)∶n(O)=4∶a, n(Fe)=4mol所以在固体中的氧原子的物质的量为amol.在氧化的过程中共消耗的氧气的物质的量为b=0.5a+8。
核心考点
试题【硫铁矿又称黄铁矿(主要成分FeS2,杂质不含硫元素),是地壳中分布最广的硫化物。因其浅黄的颜色和明亮的金属光泽,常被误认为是黄金,故又称“愚人金”。工业上硫铁矿】;主要考察你对硫及其化合物等知识点的理解。[详细]
举一反三
请回答下列问题:
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(2)实验过程中,装置B发生的现象是 ,发生反应的离子方程式为 。
(3)装置C中发生的现象是 ,这说明SO2具有的性质是 。
(4)装置D的目的是探究SO2与品红作用的稳定性,请写出实验操作及现象
。
(5)试设计实验验证装置B溶液是否含有SO42- 。
(6)试在框图内画出SO2尾气处理装置图。
(1)SO2可用于工业制Br2过程中吸收潮湿空气中的Br2,反应的离子方程式是 。
(2)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应: 。
(3)工业上用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2。将烟气通入1.0 mol•L-1的Na2SO3溶液,溶液pH不断减小。当溶液pH约为6时,吸收SO2的能力显著下降,应更换吸收剂。
①此时溶液中c(SO32-)的浓度是0.2 mol•L-1,则溶液中c(HSO3-)是_________mol•L-1,由此说明NaHSO3溶液显 性,用化学平衡原理解释: 。
②向pH约为6的吸收剂中通入足量的O2,可将其中的NaHSO3转化为两种物质,反应的化学方程式是 。
(1)实验开始时,打开旋塞K,通入N2排尽整套装置中的空气,关闭旋塞K。点燃酒精灯,A中反应的化学方程式是 。
(2)B装置的作用是 。
(3)反应过程中,观察到:A中出现黑色不溶物;C中固体由淡黄色逐渐至完全转化为白色;若将带火星木条伸入D试管口内,火星显得更明亮。
①停止加热后,再通入N2至整套装置冷却,其目的是 。
②取少量C中白色固体,溶于蒸馏水得无色溶液W 。若向W中滴加几滴酸性KMnO4溶液,振荡,紫色褪去;若向W中加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,出现大量白色沉淀;则说明C中白色固体有 。
③D装置中发生反应的离子方程式是 。
④过滤出A装置中的黑色不溶物,洗涤后将其溶于浓硝酸,得到蓝色溶液并产生红棕色气体;向蓝色溶液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀;则黑色物质可能是___________。
a.Cu b. CuO c.CuS d.Cu2S
(1)D中的实验现象是 ,C、E中溶液都褪色,分别体现SO2 、 性质。
(2)请在方框中画出收集SO2以及尾气处理装置(标相关试剂)。
(3)研究小组发现B中有白色沉淀,为了清楚沉淀的物质,研究小组往B中加入过量稀盐酸,沉淀不溶解,你认为留下的沉淀物是 ,形成该沉淀的反应方程式有: 。
为了进一步验证沉淀原因,研究小组另取BaC12溶液,加热煮沸,冷却及时加入少量苯液封,然后再通SO2,结果发现沉淀量减少,但仍有轻微浑浊。研究小组改进A装置(如右图),再进行实验,B中没有出现浑浊。下列气体可作为X气体的是 (填序号,不定项选择)
A.CO2 B.NH3 C.O3 D.N2 E.NO2
(4)SO2为空气污染物,研究小组为测定某工厂区空气中SO2的含量,取10m3(标准状况)的空气,缓慢通过足量溴水中,在所得溶液中加入过量的BaC12溶液,将产生的白色沉淀洗涤、干燥,用电子称称其质量为0.233g,则:
①沉淀洗涤要干净,检验洗涤已经干净的实验操作是 。
②试计算此空气中SO2的浓度(列出计算表达式并计算结果,结果单位用mg/m3表示)。
(1)工业上用黄铁矿(FeS2,其中S元素为-1价)在高温下和氧气反应制备SO2:
该反应中被氧化的元素是__________(填元素符号)。当该反应转移5.50mol电子时,生成的二氧化硫在标准状况下的体积为________L。
(2)①实验室可用70%的浓硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,如果能控制反应速度,下图中可选用的发生装置是_______(填写字母)。
②若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L(标准状况)二氧化硫,如果已有4.0%亚硫酸钠(质量分数)被氧化成硫酸钠,则至少需称取该亚硫酸钠_______g(保留一位小数)。
(3)某化学兴趣小组设计用如图装置验证二氧化硫的化学性质。
①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为___________________________。
②为验证二氧化硫的还原性,充分反应后,取试管b中的溶液分成三份,分别进行如下实验:
方案Ⅰ:向第一份溶液加入品红溶液,红色褪去
方案Ⅱ:向第二份溶液加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
方案Ⅲ:向第三份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成
上述方案中合理的是________(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”);试管b中发生反应的离子方程式为______________。
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