Question

某硫酸廠在進行黃鐵礦（主要成分是FeS₂）成分測定時，取0.1000g樣品在空氣中充分灼燒，將生成的SO₂氣體與足量Fe₂（SO₄）₃溶液完全反應，用濃度為0.02000mol/L的K₂Cr₂O₇標準溶液滴定至終點，消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00mL．
已知：①SO₂+2Fe²⁺+2H₂O=SO₄^2-+2Fe³⁺+4H⁺
②

 

 Cr₂O₇^2-+

 

 Fe²⁺+

 

 H⁺=

 

 Cr³⁺+

 

 Fe³⁺+

 

 H₂O
（1）在反應②的橫線上填寫相應的化學計量數．
（2）若灼燒6g FeS₂產生的SO₂全部轉化為SO₃氣體時放出9.83kJ熱量，寫出SO₂氣體轉化為SO₃的熱化學方程式：

 

．
（3）求樣品中的質量分數（假設雜質不參加反應），寫出計算過程．

 

．

Answer 1

分析：（1）根據得失電子守恒和元素守恒配平方程式；
（2）依據硫鐵礦質量計算物質的量，依據硫元素守恒得到三氧化硫物質的量，計算對應化學方程式中三氧化硫的量放出的熱量，標注物質聚集狀態和對應反應熱寫出熱化學方程式；
（3）依據制備過程中的反應，結合元素守恒計算得到對應物質的定量關系，3FeS₂～6SO₂～12Fe²⁺～2Cr₂O₇^2-進行計算；

解答：解：（1）Cr元素的化合價從+6價降低到+3價得到3個電子，所以Cr₂O₇^2-→Cr³⁺得到6個電子；Fe²⁺→Fe³⁺失去1個電子，所以Cr₂O₇^2-計量數是Fe²⁺的6倍，再根據原子守恒和電荷守恒配平其它物質的計量數；所以其方程式為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
故答案為：1、6、14，2、6、7；
（2）灼燒6g FeS₂產生的SO₂全部轉化為SO₃氣體時放出9.83kJ熱量，依據硫元素守恒n（SO₃）=2n（FeS₂）=

6g

120g/mol

×2=0.1mol，即生成0.1molSO₃氣體時放出9.83kJ熱量，所以生成2molSO₃氣體時放出196.6kJ熱量，所以其熱化學方程式為：2 SO₂（g）+O₂（g）=2 SO₃（g）；△H=-196.6kJ/mol；
故答案為：2 SO₂（g）+O₂（g）=2 SO₃（g）；△H=-196.6kJ/mol；
（3）取0.1000g樣品在空氣中充分灼燒，將生成的SO₂氣體與足量Fe₂（SO₄）₃溶液完全反應后，用濃度為0.02000mol/L的K₂Cr₂O₇標準溶液滴定至終點，消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00mL．
依據反應過程得到定量關系為：3FeS₂～6SO₂～12Fe²⁺～2Cr₂O₇^2-，假設硫化亞鐵物質的量為x，則
                           3FeS₂～6SO₂～12Fe²⁺～2Cr₂O₇^2-，
                             3                    2
                             x                   0.02000mol/l×0.02500L
x=0.00075mol；
所以樣品中FeS₂的質量分數=

0.00075mol×120g/mol

0.1000g

×100%=90%
故答案為：90%；

點評：本題考查了氧化還原方程式的配平，熱化學方程式的計算應用，書寫方法，化學方程式的計算，元素守恒的計算應用是解題關鍵，題目難度中等．