Question

綠礬(FeSO4·7H2O)硫酸法生產(chǎn)一種稀有金屬產(chǎn)品過(guò)程中產(chǎn)出的副產(chǎn)品，產(chǎn)品外觀為淡綠色或淡黃綠色結(jié)晶固體。加入適量可調(diào)節(jié)堿性水中的pH，與水中懸浮物有機(jī)結(jié)合，并加速沉淀，主要應(yīng)用于水質(zhì)凈化和工業(yè)廢水處理，同時(shí)具有殺菌作用。

（1）98% 1.84 g/cm3的濃硫酸在稀釋過(guò)程中，密度下降，當(dāng)稀釋至50%時(shí)，密度為1.4g/cm3，50%的硫酸物質(zhì)的量濃度為 (保留兩位小數(shù))，50%的硫酸與30%的硫酸等體積混合，混合酸的濃度為 (填>、<、=)40% 。

（2）實(shí)際生產(chǎn)用20%發(fā)煙硫酸(100克發(fā)煙硫酸含SO3 20克)配制稀硫酸，若用SO3·nH2O表示20%的發(fā)煙硫酸，則n=____________(保留兩位小數(shù))。

（3）綠礬在空氣中容易被部分氧化為硫酸鐵，現(xiàn)取7.32克晶體溶于稀鹽酸后，加入足量的BaCl2溶液，過(guò)濾得沉淀9.32克；再通入112mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氯氣恰好將Fe2＋完全氧化，推測(cè)晶體的化學(xué)式為 。

（4）硫酸亞鐵銨［(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O］(俗稱(chēng)莫爾鹽)，較綠礬穩(wěn)定，在分析化學(xué)中常用來(lái)配制Fe2+的標(biāo)準(zhǔn)溶液，用此Fe2+的標(biāo)準(zhǔn)溶液可以測(cè)定剩余稀硝酸的量�，F(xiàn)取8.64克Cu2S和CuS的混合物用200 mL 2 mol/L稀硝酸溶液處理，發(fā)生反應(yīng)如下：

10NO3-＋3Cu2S＋16H＋=6Cu2＋＋10NO↑＋3SO42-＋8H2O

8NO3-＋3CuS＋8H＋=3Cu2＋＋3 SO42-＋8NO↑+ 4H2O

剩余的稀硝酸恰好與V mL 2 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反應(yīng)。

已知：NO3-＋3Fe2＋＋4H＋= NO↑＋3Fe3+＋2H2O

① V值范圍 ；

② 若V=48，試計(jì)算混合物中CuS的質(zhì)量分?jǐn)?shù) (保留兩位小數(shù))。

 

Answer 1

（1）7.14 mol·L－1 ; ＞(各2分) （2）0.77(2分)

（3）FeSO4·Fe2(SO4)3·10H2O (3分)　（4）①42～60mL(3分)；②0.33或1/3(3分)

【解析】

試題分析：（1）密度為1.4g/cm3，50%的硫酸物質(zhì)的量濃度為：

c＝=7.14 mol·L－1，

50%的硫酸與30%的硫酸等體積(假設(shè)羰基為1，密度分別是ρ1和ρ2)混合，混合酸的濃度為

＞40%。

（2）因?yàn)?0%發(fā)煙硫酸為80克H2SO4含SO3 20克，，

若用SO3·nH2O表示20%的發(fā)煙硫酸，則n=0.77。

（3）配制溶液加入足量的BaCl2溶液，過(guò)濾得沉淀9.32克，n(SO42-)==0.04mol；再通入112mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氯氣恰好將Fe2＋完全氧化(2Fe2＋+Cl2==2Fe3++2Cl-)，n(Fe2+)=2×=0.01mol；由電荷守恒n(Fe3+)=0.02mol， 7.32克晶體含有0.01molFeSO4為1.52g、0.01mol Fe2(SO4)3為4.00g，還有H2O為1.80g即0.1mol，晶體的化學(xué)式FeSO4·Fe2(SO4)3·10H2O。

（4）假設(shè)固體混合物全部為CuS，則n（CuS）==0.09mol，需要硝酸的物質(zhì)的量為y，

8NO3-+3CuS + 8H+==3Cu2++3SO42-+8NO↑+4H2O，

3 8

0.09mol y

y=0.24mol

剩余的硝酸的物質(zhì)的量為：0.4mol-0.24mol=0.16mol。

0.112mol硝酸和（NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反應(yīng)。

NO3-+3Fe2++4H+==NO↑+3Fe3++2H2O

3mol 4

1×10-3VL×2mol/L 0.16mol，解得V=60，

所以V值范圍為：42＜V＜60，

②若V=48，與48mL（NH4）2Fe（SO4）2溶液完全反應(yīng)需要硝酸的物質(zhì)的量為：

NO3-+3Fe2+ + 4H+→NO↑+3Fe3++2H2O

3mol 4

0.048L×2mol/L n

解得：n=0.128mol，

故與固體混合物反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為：0.4mol-0.128mol=0.272mol，

設(shè)Cu2S的物質(zhì)的量xmol，CuS的物質(zhì)的量為ymol，160x+96y=8.64g①．

10NO3-+3Cu2S+16H+→6Cu2++10NO↑+3SO42-+8H2O

3 16

x 16x/3

8NO3-+3CuS+8H+→3Cu2++3SO42-+8NO↑+4H2O，

3 8

y 8y/3

16x/3+8y/3=0.272②

由①②解得：x＝0.036; y＝0.03

混合物中CuS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%≈33.33%。

考點(diǎn)：化學(xué)與技術(shù)�？疾榱蛩岬臐舛茸兓�特點(diǎn)、銅的硫化物與硝酸反應(yīng)的計(jì)算。