Question

16．用含F(xiàn)eS₂75%的硫鐵礦，生產(chǎn)122.5t硫酸．取生產(chǎn)的硫酸樣品2.45g，用水稀釋后與足量的BaCl₂溶液反應，可得到4.66gBaSO₄沉淀，若硫酸樣品的密度為1.73g•mL^-1，求：
（1）該硫酸的質(zhì)量分數(shù)和物質(zhì)的量濃度．
（2）生產(chǎn)122.5t硫酸時所需硫鐵礦的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，根據(jù)硫元素守恒，得到關系式：FeS₂～2SO₂～2SO₂～2H₂SO₄，取該硫酸2.45克加入水中稀釋，然后再與足量的氯化鋇溶液反應，得到4.66g沉淀，沉淀是硫酸鋇，物質(zhì)的量是：$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，硫酸和氯化鋇反應方程式為H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄+2HCl，根據(jù)方程式知n（BaSO₄）=n（H₂SO₄）=0.02mol，則m（H₂SO₄）=0.02mol×98g/mol=1.96g，硫酸的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{{m}_{硫酸}}{{m}_{硫酸溶液}}$×100%；根據(jù)c=$\frac{1000ρω}{M}$計算該硫酸的物質(zhì)的量濃度；
（2）根據(jù)硫元素守恒，得到關系式：FeS₂～2SO₂～2SO₂～2H₂SO₄，根據(jù)硫酸和黃銅礦的關系式計算黃銅礦的質(zhì)量．

解答 解：（1）4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，根據(jù)硫元素守恒，得到關系式：FeS₂～2SO₂～2SO₂～2H₂SO₄，取該硫酸2.45克加入水中稀釋，然后再與足量的氯化鋇溶液反應，得到4.66g沉淀，沉淀是硫酸鋇，物質(zhì)的量是：$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，硫酸和氯化鋇反應方程式為H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄+2HCl，根據(jù)方程式知n（BaSO₄）=n（H₂SO₄）=0.02mol，則m（H₂SO₄）=0.02mol×98g/mol=1.96g，硫酸的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{{m}_{硫酸}}{{m}_{硫酸溶液}}$×100%=$\frac{1.96g}{2.45g}$×100%=80%；
該硫酸的物質(zhì)的量濃度為：c=$\frac{1000ρω}{M}$=$\frac{1000×1.73×80%}{98}$mol/L≈14.1mol/L，
答：該硫酸的質(zhì)量分數(shù)為80%，物質(zhì)的量濃度為14.1mol/L；
（2）根據(jù)硫元素守恒，得到關系式：FeS₂～2SO₂～2SO₂～2H₂SO₄，
設消耗黃銅礦的質(zhì)量為x，
FeS₂～2SO₂～2SO₂～2H₂SO₄，
120                         196
75%x                      122.5t×80%
120：196=75%x：122.5t×80%
x=$\frac{122.5t×80%×120}{196×75%}$=80t
答：消耗80%黃銅礦的質(zhì)量為80t．

點評 本題考查了化學方程式的計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應原理為解答關鍵，注意掌握關系式法在化學計算中的應用，試題側重考查學生的分析、理解能力及化學計算能力．