硫有多种含氧酸,亚硫酸(H2SO3)、硫酸(H2SO4)、焦硫酸(H2SO4SO3)、硫代硫酸(H2S2O3)等等,其中硫酸最为重要,在工业上有广泛的应用.在实验室,浓硫酸是常用的干燥剂.完成下列计
硫有多种含氧酸,亚硫酸(H2SO3)、硫酸(H2SO4)、焦硫酸(H2SO4SO3)、硫代硫酸(H2S2O3)等等,其中硫酸最为重要,在工业上有广泛的应用.在实验室,浓硫酸是常用的干燥剂.完成下列计算:
(1)焦硫酸(H2SO4 . SO3)溶于水,其中的SO3都转化为硫酸.若将445g焦硫酸溶于水配成4.00L硫酸,该硫酸的物质的量浓度为______mol/L.
(2)若以浓硫酸吸水后生成H2SO4 . H2O计算,250g质量分数为98%的硫酸能吸收多少g水?
(3)硫铁矿是工业上制硫酸的主要原料.硫铁矿氧化焙烧的化学反应如下:3FeS2+8O2→Fe3O4+6SO2 4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2
若48molFeS2完全反应耗用氧气2934.4L(标准状况),计算反应产物中Fe3O4与Fe2O3物质的量之比.
(4)用硫化氢制取硫酸,既能充分利用资源又能保护环境,是一种很有发展前途的制备硫酸的方法.硫化氢体积分数为0.84的混合气体(H2S、H2O、N2)在空气中完全燃烧,若空气过量77%,计算产物气体中SO2体积分数(水是气体).
已知空气组成:N2体积分数0.79、O2体积分数0.21.
【答案】(1)1.25
(2)解:n(H2SO4•H2O)=n(H2SO4)=
=2.5mol,所以吸收水的质量为:2.5mol×116g/mol﹣250g=40g,
答:250g质量分数为98%的硫酸能吸收40g水
(3)解:2934.4L氧气的物质的量为
=131mol,设Fe3O4与Fe2O3物质的量分别为amol,bmol,则
,解得:
,所以Fe3O4与Fe2O3物质的量之比4:18=2:9,
答:反应产物中Fe3O4与Fe2O3物质的量之比2:9
(4)解:设混合所体为1体积,则硫化氢为0.84体积,
由2H2S+3O2
2SO2+2H2O,
2 3 2 2
0.84 1.26 0.84 0.84
所以反应消耗的空气为:
=6,而空气过量77%,所以一共所需空气为:6×1.77=10.62体积,所以φ(SO2)=
=0.075,
答:产物气体中SO2体积分数为0.075
【解析】解:(1)n(H2SO4 . SO3)=
=2.5mol,每个焦硫酸分子可以吸水后成为2个硫酸分子,所以C=
=
=1.25mol/L, 所以答案是:1.25;
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