Question

2010高三化学二模卷一题求详细解答

31．工业上用含80% FeS2的硫铁矿制取硫代硫酸钠，涉及到的化学反应如下（杂质不与O2、盐酸反应）：
4FeS2＋11O2 2Fe2O3＋8SO2 ①
FeS2＋2HCl→ FeCl2＋H2S↑＋S↓ ②
2H2S＋SO2→ 3S＋2H2O ③
2NaOH＋SO2→Na2SO3 ＋H2O ④
Na2SO3＋S Na2S2O3 ⑤
通过分析上述反应，进行计算：
（1）若在某密闭容器中加入150 g上述硫铁矿，并通入10 mol含氧气体积分数为0.4的富氧空气，按反应①充分反应后得到的气体中SO2的体积分数为__________（计算结果保留3位小数）。
（2）若以上各步反应的转化率均为100%，则150 g上述硫铁矿理论上最多可制得Na2S2O3___ g。
（3）若NaOH溶液吸收SO2的吸收率为90%，其它反应的转化率均为100%，则150 g上述硫铁矿最多可制得Na2S2O3多少g（写出计算过程，计算结果保留1位小数）？
（4）若反应②、④的转化率为90%，其它反应的转化率均为100%，要制得Na2S2O3最多，则原料中FeS2在反应①和②中的理论质量配比为多少（写出计算过程，计算结果保留3位小数）?

需要详细过程 如果好的话 我会加分的~谢谢

Answer 1

1.150g硫铁矿中 FeS2的物质的量n为m/M=150*80%/120=1mol,10 mol富氧空气中氧气的物质的量n=4mol,故有化学方程式①
4FeS2~11O2~8SO2,可知氧气过量，反应后SO2的物质的量为2mol,空气总的物质的量为(10-11/4+2)mol=9.25mol,由此可知，SO2的体积分数为w=n(SO2)/n(空气)=2/9.25=0.216

Answer 2

1.150g硫铁矿中 FeS2的物质的量n为m/M=150*80%/120=1mol,10 mol富氧空气中氧气的物质的量n=4mol,故有化学方程式①
4FeS2~11O2~8SO2,可知氧气过量，反应后SO2的物质的量为2mol,空气总的物质的量为(10-11/4+2)mol=9.25mol,由此可知，SO2的体积分数为w=n(SO2)/n(空气)=2/9.25=21.6%。
2.根据质量守恒定律，各步反应的转化率均为100%，硫元素守恒，可知FeS2~Na2S2O3。可知可合成1molNa2S2O3，其质量理论最大值为158g.