Question

20．硫鐵礦在高溫下被氧氣氧化并產(chǎn)生SO₂氣體：4FeS₂+11O₂→8SO₂+2Fe₂O₃．設空氣中N₂占$\frac{4}{5}$、O₂占$\frac{1}{5}$，試完成下列各題：
（1）55L空氣和足量FeS₂完全反應后，氣體體積（同溫同壓下，下同）變?yōu)?2L．
（2）若所得混合氣體中SO₂的體積分數(shù)為0.08，則所得混合氣體中O₂的體積分數(shù)9.6%．

Answer 1

分析 （1）計算空氣中氧氣的體積，利用差量法計算反應后氣體體積變化，據(jù)此解答；
（2）令空氣的物質的量為1mol，設設反應生成的SO₂物質的量為xmol，利用差量法計算反應后氣體體積變化，進而計算反應后的總體積，根據(jù)SO₂的體積分數(shù)列方程計算x的值，再結合化學方程式計算出反應后氧氣的物質的量，最后根據(jù)體積分數(shù)定義計算．

解答 解：（1）55L空氣中氧氣的體積=55L×0.2=11L，則：
4FeS₂+11O₂=8SO₂+2Fe₂O₃ 氣體體積減少△V
      11                   11-8=3
      11L                   3L
故反應后氣體的體積為55L-3L=52L，
故答案為：52；
（2）令空氣的物質的量為1mol，設反應生成的SO₂物質的量為xmol，則：
4FeS₂+11O₂=8SO₂+2Fe₂O₃ 氣體物質的量減少△n
            8            11-8=3
           xmol           $\frac{3}{8}$xmol
故反應后氣體的物質的量=1mol-$\frac{3}{8}$xmol，
故$\frac{xmol}{1mol-\frac{3}{8}xmol}$=0.08，解得x=0.078，
則反應后氧氣的物質的量為1mol×$\frac{1}{5}$-$\frac{11}{8}$×0.078mol=0.093mol，
反應后氣體的物質的量為1mol-$\frac{3}{8}$×0.078mol=0.97mol，
因此所得混合氣體中O₂的體積分數(shù)為$\frac{0.093mol}{0.93mol}$×100%=9.6%，
故答案為：9.6%．

點評 本題考查根據(jù)方程式的計算，注意利用差量法計算的計算，難度中等，其中（2）計算過程較為復雜，計算過程中數(shù)據(jù)不是很整，要求計算結果的準確性．