Question

【題目】黃鐵礦主要成分是FeS2 。某硫酸廠在進行黃鐵礦成分測定時，取0.1000 g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0.02000 mol／L的K2Cr2O7標準溶液滴定至終點，消耗K2Cr2O7溶液25.00 mL 。（M(FeS2)=120g/mol）

已知：SO2 + Fe3+ + H2O ——SO42- +Fe2+ + H+

Cr2O7 2-+ 6 Fe2+ + 14 H+ ==== 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O

（1）將此方程式配平：_______________________________________________________________H+

（2）樣品中FeS2的質量分數是（假設雜質不參加反應）________________。

（3）煅燒10 t上述黃鐵礦，理論上產生SO2的體積（標準狀況）為_______________L，制得98％的硫酸 質量為__________ t 。

Answer 1

【答案】 SO2 +2 Fe3+ +2 H2O=SO42- +2Fe2+ +4 H+ 90% 3.36×106 15

【解析】（1）已知反應：SO2 + Fe3+ + H2O ——SO42- +Fe2+ + H+，根據反應中硫的化合價從+4價變為+6價，鐵的化合價從+3價變為+2價，化合價升降總數的最小公倍數為2，結合電荷守恒和質量守恒進行配平得反應為：SO2 +2Fe3+ +2 H2O=SO42- +2Fe2+ +4 H+； (2)由反應4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2及離子反應方程式：SO2 +2Fe3+ +2 H2O=SO42- +2Fe2+ +4 H+、Cr2O7 2-+ 6 Fe2+ + 14 H+ ==== 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O，可得下列關系式：

FeS2 ～ 2SO2 ～ 4Fe2+ ～ Cr2O72-

120g mol

m(FeS2) 25.00×10－3 L×0.02000 mol·L－1

解得m(FeS2)=0.0900g

所以w(FeS2)= ×100%=90.00%

(3) 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

4×120t 8×22.4×103L

10t×90% V(SO2)

解得：V(SO2)=3.36×106L

又由2SO2+O22SO3,及SO3+H2O=H2SO4得:

FeS2 ～ 2H2SO4

120 2×98

10t×90% m(H2SO4) ×98%

解之得m(H2SO4)=15t。