Question

11．（1）硫化氫具有還原性，可以和許多氧化劑反應．H₂S通入硫酸酸化的KMnO₄溶液，反應生成S、MnSO₄等，寫出該反應的化學方程式：3H₂SO₄+5H₂S+2KMnO₄=5S↓+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O．
（2）硫鐵礦氧化焙燒的化學反應如下：3FeS₂+8O₂=Fe₃O₄+6SO₃     4FeS₂+11O₂→2Fe₂O₃+8SO₂
若24mol FeS₂完全反應耗用氧氣1467.2L（標準狀況）；反應產物中Fe₃O₄與Fe₂O₃物質的量之比為2：9．
（3）在常溫常壓下氫氣與氧氣的混合氣體10L，將混合氣體點燃充分反應后恢復到原來狀況剩余氣體1L，則原混合氣體中氫氣和氧氣的體積比為3：2或7：3
（4）將鈉-鋁合金共a 克，投入足量水中生成氣體最多$\frac{a}{25}$mol，如果投入到足量的稀硫酸中生成氣體體積最多$\frac{a}{18}$mol（用含a的代數式表示，上同）

Answer 1

分析 （1）H₂S和KMnO₄反應生成S、MnSO₄、K₂SO₄和H₂O，結合質量守恒書寫化學方程式；
（2）n（O₂）=$\frac{1467.2L}{22.4L/mol}$=65.5mol，結合反應列方程式組解答；
（3）水的狀態為液體，根據差量法分別從氫氣過量、氧氣過量兩個方面討論原混合氣體中氫氣和氧氣的體積；
（4）投入足量水中發生2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑、2Al+2H₂O+2NaOH═2NaAlO₂+3H₂↑，Na、Al完全反應生成氣體最多；
投入到足量的稀硫酸中，均與酸反應生成氫氣，若均為Na，生成氫氣為$\frac{a}{23}×\frac{1}{2}$=$\frac{a}{46}$mol，若均為Al，生成氫氣為$\frac{a}{27}×\frac{3}{2}$=$\frac{a}{18}$mol，以此來解答．

解答 解：（1）H₂S和KMnO₄反應生成S、MnSO₄、K₂SO₄和H₂O，反應的方程式為3H₂SO₄+5H₂S+2KMnO₄=5S↓+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O，
故答案為：3H₂SO₄+5H₂S+2KMnO₄=5S↓+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O；
（2）24mol FeS₂完全反應耗用氧氣1467.2L（標準狀況），n（O₂）=$\frac{1467.2L}{22.4L/mol}$=65.5mol，
設Fe₃O₄與Fe₂O₃物質的量分別為x、y，
由3FeS₂+8O₂=Fe₃O₄+6SO₃    
  3x    8x    x
 4FeS₂+11O₂→2Fe₂O₃+8SO₂
  2y    5.5y   y
則$\left\{\begin{array}{l}{3x+2y=24}\\{6x+5.5y=65.5}\end{array}\right.$
解得x=2，y=9，
反應產物中Fe₃O₄與Fe₂O₃物質的量之比為2：9，故答案為：2：9；
（3）常溫下，氫氣和氧氣反應的化學方程式為：2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O，生成的水為液態，
      2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O△V
       2  1               3
       x  y            10L-1L=9L
①當氧氣過量時，氫氣完全反應，氫氣體積為$\frac{2×9}{3}$=6L，氧氣的體積為10L-6L=4L，氫氣和氧氣的體積比為6L：4L=3：2；
②當氫氣過量時，氧氣完全反應，氧氣的體積為$\frac{1×9}{3}$=3L，則氫氣的體積為10L-3L=7L，氫氣和氧氣的體積比為7L：3L=7：3，
故答案為：3：2或7：3；
（4）投入足量水中發生2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑、2Al+2H₂O+2NaOH═2NaAlO₂+3H₂↑，Na、Al完全反應生成氣體最多，即Na、Al的物質的量相同，則物質的量為$\frac{a}{（23+27）}$mol，生成氣體為$\frac{a}{50}×\frac{1}{2}$mol+$\frac{a}{50}×\frac{3}{2}$mol=$\frac{a}{25}$mol；
投入到足量的稀硫酸中，均與酸反應生成氫氣，若均為Na，生成氫氣為$\frac{a}{23}×\frac{1}{2}$=$\frac{a}{46}$mol，若均為Al，生成氫氣為$\frac{a}{27}×\frac{3}{2}$=$\frac{a}{18}$mol，則生成氣體最多為$\frac{a}{18}$mol，
故答案為：$\frac{a}{25}$；$\frac{a}{18}$．

點評 本題考查氧化還原反應的計算，為高頻考點，把握發生的反應及物質的量關系為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，題目難度不大．