Question

（本題共14分）

硫有多種含氧酸，亞硫酸（H2SO3）、硫酸（H2SO4）、焦硫酸（H2SO4·SO3）、硫代硫酸（H2S2O3）等等，其中硫酸最為重要，在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)室，濃硫酸是常用的干燥劑。

完成下列計(jì)算：

(1)焦硫酸（H2SO4·SO3）溶于水，其中的SO3都轉(zhuǎn)化為硫酸。若將445g焦硫酸溶于水配成4.00L硫酸，該硫酸的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)_______mol/。

(2)若以濃硫酸吸水后生成的H2SO4·H2O計(jì)算，250g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸能吸收多少g水？

(3)硫鐵礦是工業(yè)上制硫酸的主要原料。硫鐵礦氧化焙燒的化學(xué)反應(yīng)如下：

3FeS2＋8O2→Fe3O4＋6SO2 4FeS2＋11 O2→2Fe2O3＋8SO2

若48mol FeS2完全反應(yīng)耗用氧氣2934.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），計(jì)算反應(yīng)產(chǎn)物中Fe3O4與Fe2O3物質(zhì)的量之比。

(4)用硫化氫制取硫酸，既能充分利用資源又能保護(hù)環(huán)境，是一種很有發(fā)展前途的制備硫酸的方法。

硫化氫體積分?jǐn)?shù)為0.84的混合氣體（H2S、H2O、N2）在空氣中完全燃燒，若空氣過(guò)量77%，計(jì)算產(chǎn)物氣體中SO2體積分?jǐn)?shù)（水是氣體）。（已知空氣組成：N2體積分?jǐn)?shù)0.79、O2體積分?jǐn)?shù)0.21）

 

Answer 1

(1)1.25 (2)250×98%÷98×16＝40g

(3)2934.4÷22.4＝131mol

設(shè)Fe3O4 amol Fe2O3 bmol

3a+2b＝48 8a+11÷2b＝131 a＝4 b＝18

n (Fe3O4):n(Fe2O3)＝2:9

(4)設(shè)混合氣為1體積，0.84體積硫化氫完全燃燒生成0.84體積二氧化硫和0.84體積水，消耗1.26體積氧氣。所需空氣為1.26÷0.21×1.77＝10.62

體積＝0.84÷（10.62－1.26+1.84）＝0.075

【解析】

試題分析：(1)445g焦硫酸的物質(zhì)的量＝445g÷178g/mol＝2.5mol，其中硫酸和三氧化硫均是2.5mol，2.5mol三氧化硫又產(chǎn)生2.5mol硫酸，則溶液中硫酸的物質(zhì)的量是5.0mol，濃度是5.0mol÷4L＝1.25mol/L。

(2)250g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸中硫酸的質(zhì)量是250g×98%＝245g，其中溶劑水是5g，硫酸的物質(zhì)的量是245g÷98g/mol＝2.5mol，可以結(jié)合水的物質(zhì)的量是2.5mol，質(zhì)量是2.5mol×18g/mol＝45g，因此還可以吸收水的質(zhì)量是45g－5g＝40g。

(3)設(shè)Fe3O4的物質(zhì)的量是amol，F(xiàn)e2O3的物質(zhì)的量是bmol

反應(yīng)中消耗氧氣的物質(zhì)的量是2934.4L÷22.4L/mol＝131mol

則根據(jù)方程式可知3a+2b＝48、8a+11÷2b＝131

解得a＝4、b＝18

則n (Fe3O4):n(Fe2O3)＝2:9

(4)設(shè)混合氣為1體積，根據(jù)氯化氫完全燃燒的方程式2H2S＋3O2點(diǎn)燃2SO2＋2H2O 可知，0.84體積硫化氫完全燃燒生成0.84體積二氧化硫和0.84體積水，消耗1.26體積氧氣。反應(yīng)中空氣過(guò)量77%，因此所需空氣為 ×1.77＝10.62，則二氧化硫體積分?jǐn)?shù)＝ ＝0.075

考點(diǎn)：考查硫及其化合物反應(yīng)的有關(guān)化學(xué)計(jì)算