Question

16．假設黃銅礦的成分為CuFeS₂和少量SiO₂．已知硫的質量分數為a%，則銅的質量分數為a%；如果用此礦石1t為原料制取硫酸，礦石的利用率為98%，SO₂的轉化率為96%．可制得98%的硫酸0.1176at．

Answer 1

分析 ①根據化合物中各元素的質量比=各原子的相對原子質量×原子個數進行分析解答；
②由硫的質量分數求得1t礦石中CuFeS₂的質量，并根據方程式求得SO₂的質量，并根據硫元素守恒求硫酸的質量．

解答 解：①∵黃銅礦的成分為CuFeS₂、SiO₂其中硫的質量分數為a%
∴$\frac{W（s）}{W（Cu）}$=$\frac{m（s）}{m（Cu）}$即$\frac{a%}{W（Cu）}$=$\frac{32×2}{64}$，W（Cu）=a%，
②由①∵黃銅礦的成分為CuFeS₂、SiO₂其中硫的質量分數為a%
∴$\frac{w（s）}{w（CuFe{S}_{2}）}$=$\frac{m（s）}{m（CuFe{S}_{2}）}$即$\frac{a%}{w（CuFe{S}_{2}）}$=$\frac{32×2}{64+56+32×2}$，W（CuFeS₂）=$\frac{23}{8}$a%
m（CuFeS₂）=1×$\frac{23}{8}$a%=$\frac{23a}{100}$t
CuFeS₂+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+FeS+SO_{2
184 64}
 $\frac{23a}{100}$×98%　                     m
$\frac{184}{\frac{23a}{100}×98%}$=$\frac{64}{m}$，m=0.0784at
∴m（SO₂）=0.0784a×0.96t   
n（SO₂）=$\frac{m（SO2）}{M（SO2）}$=$\frac{0.0784a×0.96t}{64}$=0.001176at
根據硫原子守恒n（H₂SO4）=n（SO₂）=0.001176at
m（H₂SO₄）=$\frac{n（{H}_{2}S{O}_{4}）×M（{H}_{2}S{O}_{4}）}{W（{H}_{2}S{O}_{4}）}$=$\frac{0.1176a×98}{98%}$=0.1176at，
故答案為：a%；0.1176at．

點評 本題考查了化合物中各元素的質量比=各原子的相對原子質量×原子個數進行，以及元素守恒巧妙的應用可以為本題解題帶來很大的方便，化學方程式正確書寫也是解題的關鍵，題目難度較大．