Question

硫鐵礦高溫下被空氣氧化產(chǎn)生二氧化硫：4FeS₂+11O₂=8SO₂+2Fe₂O₃。設(shè)空氣中N₂、O₂的含量分別為?0.800和0.200(體積分?jǐn)?shù)，以下氣體含量均用體積分?jǐn)?shù)表示)，試完成下列各題：

(1)1.00 mol FeS₂被完全氧化，需要空氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為________L。

(2)55 L空氣和足量FeS₂完全反應(yīng)后，氣體體積(同溫同壓)變?yōu)開_______L。

(3)用空氣氧化FeS₂產(chǎn)生的氣體混合物中，O₂的含量為0.080 0,計(jì)算SO₂的含量。

(4)設(shè)氧化FeS₂產(chǎn)生的氣體混合物為100 L，其中O₂為a L，SO₂為b L。①寫出a和b的關(guān)系式。②在下圖中畫出a和b的關(guān)系曲線。(氧化FeS₂時(shí)，空氣過量20%)

說明：為方便作圖，縱坐標(biāo)用13 b表示。

Answer 1

解析：(1)根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，1.00 mol FeS₂被完全氧化需要氧氣11/4 mol,轉(zhuǎn)化為空氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為11/4 mol×22.4 L·mol^-1÷0.200=308 L。

(2)采用差量法求，設(shè)反應(yīng)減少的體積為x。

4FeS₂+11O₂=8SO₂+2Fe₂O₃  ΔV

             11                               3

       55 L×0.200                      x

解得x=3 L。故最后氣體的體積為55 L-3 L=52 L。

(3)設(shè)SO₂為y(體積分?jǐn)?shù))，則有4×(y/8×11+0.080 0)=1-0.080 0-y,解得y=0.092 3。

(4)①100 L氣體混合物中有N₂有(100-a-b) L，而生成b L SO₂耗O₂為11 b/8 L,則有(100-a-b)∶(11b/8+a)=4∶1,解得13b=200-10a。

②根據(jù)上述關(guān)系式可作圖。

答案：(1)308  (2)52  (3)0.092 3  (4)①13b=200-10a  ②如圖