二硫化亚铁是Li/FeS2电池的正极活性物质,可用水热法合成。FeSO4、Na2S2O3、S及H2O在200℃连续反应24小时,四种物质以等物质的量反应,再依次用CS2、H2O洗涤、干燥及晶化后得到。
(1)合成FeS2离子方程式为 。
(2)用水洗涤时,如何证明S042-己除尽 。
(3)己知1.20gFeS2在O2中完全燃烧生成Fe2O3和SO2气体放出8.52kJ热量,FeS2燃烧反应的热化学方程式为 。
(4)取上述制得的正极材料1.1200g (假定只含FeS一种杂质),在足量的氧气流中充分加热,最后得0.8000g红棕色固体,则该正极材料中FeS2的质量分数(写出计算过程)。
。
(1)Fe2+ + S2O32-+S+H2O FeS2↓+2H+ + SO42-
(2)取少许最后一次洗涤滤液,先用足量盐酸酸化,再向上述清液中滴加BaCl2溶液,若不出现白色浑浊,表示已洗涤干净
(3)4FeS2(s) +11O2(g) = 2Fe2O3(s) + 8SO2(g) △H=-3408kJ·mol-1
[或FeS2(s) +11/4O2(g) = 1/2Fe2O3(s) + 2SO2(g) △H=-852kJ·mol-1]
(4)解:120n(FeS2)+88n(FeS) =1.1200
n(FeS2)+ n(FeS) =2×0.8000g/160g·mol-1
n(FeS2)=0.0075mol
ω(FeS2)= 0.0075mol×120g·mol-1/1.1200g≈0.8036
题目分析:(1)由题中信息可写出四种反应物,再由元素守恒和电荷守恒写出产物,Na2S2O3中一个S显+6价,一个S显-2价,其中-2的S与单质S发生归中反应,根据得失电子守恒配出反应。(2)检验SO42-,需要先用HCl去除干扰离子,以防生成除BaSO4以外的钡盐沉淀。(3)0.01mol FeS2完全燃烧放出8.52KJ的热量。写热化学方程式要标注物质的状态,同时H应与化学计量系数成比例。(4)由质量关系,列出120n(FeS2)+88n(FeS) =1.1200,由铁守恒列出n(FeS2)+ n(FeS) =2×0.8000g/160,联合解得FeS2的量,进而求出含量。