20．硫鐵礦高溫下空氣氧化產(chǎn)生二氧化硫：4FeS₂+11O₂→8SO₂+2Fe₂O₃

設(shè)空氣中N₂、O₂的含量分別為0.800和0.200(體積分?jǐn)?shù)，以下氣體含量均用體積分?jǐn)?shù)表示)，試完成下列各題：

(1)1.00mol FeS₂完全氧化，需要空氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為　　　　 L

(2)55L空氣和足量FeS₂完全反應(yīng)后，氣體體積(同溫同壓)變?yōu)?u>　　　　 L

(3)用空氣氧化FeS₂產(chǎn)生的氣體混合物中，O₂的含量為0.0800，計(jì)算SO₂的含量。

(4)設(shè)FeS₂氧化產(chǎn)生的氣體混合物為100L，其中O₂為aL，SO₂為bL。

① 寫出a和b的關(guān)系式

② 在右圖中畫出a和b的關(guān)系曲線(FeS₂氧化時(shí)，空氣過量20%)

說明：為方便作圖，縱坐標(biāo)用13b表示

命題意圖：主要考查對元素化合物知識與生產(chǎn)實(shí)際的聯(lián)系，考查學(xué)生嚴(yán)密的分析能力、和逆向思維能力及完整的解綜合試題的能力，該題是圖、數(shù)結(jié)合的由若干小題組合的綜合計(jì)算，逐題深入，靈活性強(qiáng)，意在考查學(xué)生分析問題和解決問題的實(shí)際能力。

解析：(1)4FeS₂ →　 11O₂

4　　　　　　　　　　　　　　　　 11　　　　　 所需O₂體積為：

1 mol　　 mol

(2)11O₂ →　 8SO₂

　　 11　　　　　　 8

　 　L　　　　 y　　 y=

生成的氣體體積為：

(3)設(shè)SO₂為X(體積分?jǐn)?shù))，

11O₂ →　 8SO₂

　11　 　　　　　8

　　　 　　　　　x

O₂的總體積為：(+0.0800)　 ；　　 N₂的總體積為：(+0.0800)；若混合氣體的總體積為1，則N₂的總體積也可表示為：1－0.0800－X

所以有：4×(11×X/8+0.0800)＝1－0.0800－X

　　　　 X＝0.0923

(4)①FeS₂氧化產(chǎn)生的氣體混合物為100L，其中O₂為a L，SO₂為b L，則反應(yīng)的O₂為，N₂為 4()L，固有：4()+ a + b =100　 解之得：

13b＝200－10a

②由一次函數(shù)列表為：

2.24

1.12

0　 0.01　 0.02　 0.03　 0.04　 0.05　 0.06 　　a

5.60

2.24

1.12

0　 0.01　 0.02　 0.03　 0.04　 0.05　 0.06　　 a

[解析]這是一道綜合題，題中涉及了混合物反應(yīng)的計(jì)算，過量問題的計(jì)算、計(jì)算推斷、數(shù)據(jù)缺省型的計(jì)算、范圍討論計(jì)算及數(shù)形結(jié)合計(jì)算等。

答案：(1)略。由表中數(shù)據(jù)分析可知第一份、第二份樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)H₂SO₄足量，從而求算得出(2)C和(3)n(Na₂S₂O₃):n(Na₂SO₃):n(Na₂SO₄)=4:1:1.

(4)由表中數(shù)據(jù)分析可知第三份實(shí)驗(yàn)中H₂SO₄量不足，求出C(H₂SO₄)=5.0mol/L。

(5)m樣品/m1=63g/12.60g=5，因此63g樣品中含Na₂S₂0₃ 0.2mol, Na₂S0₃和Na₂S0₄各0.05mol，H₂SO₄與之恰好完全反應(yīng)時(shí)需0.25mol，體積為0.05L。因此當(dāng)0<a<0.05L時(shí)，b=V(SO₂)=112aL　 當(dāng)a≥0.05L時(shí)，b=V(SO₂)=5.6L

圖象為

b(L)

3.36

4.48

5.60

6.72

19．　 Na₂S₂O₃•5H₂O(俗稱海波)是照相業(yè)常用的一種定影劑，常采用下法制備：將亞硫酸鈉溶液與硫粉混合共熱，生成硫代硫酸鈉Na₂SO₃+S=Na₂S₂0₃,濾去硫粉，再將濾液濃縮、冷卻，即有Na₂S₂O₃•5H₂O晶體析出，該法制得的晶體中�；煊猩倭縉a₂SO₃和Na₂SO₄的雜質(zhì)。

為測定一種海波晶體樣品的成分，某同學(xué)稱取三份質(zhì)量不同的該樣品，分別加入相同濃度的H₂SO₄溶液20mL，充分反應(yīng)后濾出硫，并將濾液微熱(假定生成的SO₂全部逸出)，測得有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下(標(biāo)準(zhǔn)狀況)：

(1)樣品與硫酸可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　 ；

(2)根據(jù)上表數(shù)據(jù)分析，該樣品　　　　　　　 (填選項(xiàng)字母)；

A、 只含有Na₂S₂0₃

　　 B、含有Na₂S₂0₃和Na₂S0₃

C、含有Na₂S₂0₃ 、Na₂S0₃，和Na₂S0₄三種成分

(3)試計(jì)算，該樣品中各成分的物質(zhì)的量之比？

(4)所加硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度為　　　　　 ；

(5)若將63g該樣品與一定量的該硫酸溶液微熱，欲計(jì)算生成SO₂的體積，還需要提供的一個(gè)數(shù)據(jù)是(用a表示該數(shù)值，并注明單位)　　　　　　 ；

試討論：當(dāng)a在不同取值范圍時(shí)，SO₂的體積b，并請?jiān)谙聢D中畫出b隨a的變化的曲線。

b(L)

18． 已知Cl^-與Ag⁺，每次新生成的AgCl中又有10%見光分解成單質(zhì)和Cl₂，Cl₂又可在水溶液中歧化成HClO₃和HCl，而這樣形成的Cl^-又與剩余的Ag⁺作用生成沉淀，這樣循環(huán)往復(fù)，直到最終。現(xiàn)有含1.1molNaCl的溶液，向其中加入足量AgNO₃。求最終能生成多少克難溶物(Ag和AgCl)？若最后溶液體積為1L，求C(H⁺)為多少？

[解析]此題為運(yùn)用數(shù)列知識解決化學(xué)問題的試題。發(fā)生反應(yīng)為

Ag⁺+Cl^-=AgCl↓,2AgCl===2Ag+Cl₂,3Cl₂+3H₂O=HClO₃+5HCl由題意可知n(AgCl):n(Ag)=9:1,由2AgCl--Cl₂--1/3HClO可知1molAgCl可轉(zhuǎn)化為HClO₃1/6mol，因此n(AgCl):n(Ag):n(HClO₃)=9:1:1/6=54:6:1,總反應(yīng)方程式為

60Ag⁺+55Cl^-+3H₂O=54AgCl↓+6Ag↓+ClO₃^-+6H⁺,從而求出m(難溶物)=167.94g，C(H⁺)=0.12mol/L