Question

20．充分煅燒50g硫鐵礦樣品，將生成的SO₂和24gO₂混合，并在一定條件下反應，將反應后的混合氣體用冰水冷卻得40g無色晶體，剩余氣體和過量H₂S充分反應得44g固體．求：
（1）SO₂轉化成SO₃的百分率．80%
（2）樣品中含FeS₂的百分含量．75%．

Answer 1

分析 （1）將反應后的混合氣體用冰水冷卻得40g無色晶體為SO₃，剩余氣體和過量H₂S充分反應得44g固體為S，發(fā)生反應：2H₂S+O₂=2S↓+2H₂O、2H₂S+SO₂=3S↓+2H₂O，設反應后混合氣體中O₂為xmol、SO₂為ymol，表示出生成 S的物質的量，根據三氧化硫計算消耗O₂、SO₂的物質的量，再根據S單質、氧氣的質量列方程計算解答；
（2）根據S元素守恒計算FeS₂的質量，進而計算樣品中含FeS₂的百分含量．

解答 解：（1）將反應后的混合氣體用冰水冷卻得40g無色晶體為SO₃，其物質的量為$\frac{40g}{80g/mol}$=0.5mol，則：
O₂（g）+2SO₂（g）?2SO₂（g）
 1        2      2
0.25mol  0.5mol 0.5mol
剩余氣體和過量H₂S充分反應得44g固體為S，其物質的量為$\frac{44g}{32g/mol}$=1.375mol，氧氣總物質的量為$\frac{24g}{32g/mol}$=0.75mol，設反應后混合氣體中O₂為xmol、SO₂為ymol，則：
2H₂S+O₂=2S↓+2H₂O、2H₂S+SO₂=3S↓+2H₂O，
   xmol  2xmol        ymol  3ymol
故x+0.25=0.75，則x=0.5mol
2x+3y=1.375，解得y=0.125
故二氧化硫總物質的量為0.5mol+0.125mol=0.625mol，二氧化硫的轉化率為$\frac{0.5mol}{0.625mol}$×100%=80%，
故答案為：80%；
（2）根據S元素守恒，m（FeS₂）=$\frac{0.625mol}{2}$×120g/mol=37.5g，故樣品中含FeS₂的百分含量為$\frac{37.5g}{50g}$×100%=75%，
故答案為：75%．

點評 本題考查化學平衡計算，關鍵是明確冷卻后剩余氣體與過量硫化氫發(fā)生的反應，學生容易忽略氧氣與硫化氫的反應．