Question

硫元素價(jià)態(tài)眾多，可與鹵素、氮等元素化合形成許多復(fù)雜化合物，在科學(xué)技術(shù)和生成中有重要的應(yīng)用．根據(jù)題意完成下列計(jì)算：
（1）由硫與限量氯氣在50～60°C反應(yīng)16～20小時(shí)，可恰好完全反應(yīng)，得到兩種硫的氯化物A和B．A物質(zhì)中的含硫量為0.131，B物質(zhì)中的含氯量為0.816，A的相對(duì)分子質(zhì)量比B大71．計(jì)算確定這兩種氯化物的分子式分別為_(kāi)_____．若上述反應(yīng)得到的A、B的物質(zhì)的量比為3：2，則參加反應(yīng)的S和氯氣的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_____．
（2）硫的鹵化物或鹵氧化物都有強(qiáng)水解性，可以作脫水劑．SF₄吸收V mL液態(tài)水（4℃），完全反應(yīng)，得到3.2g SO₂氣體（假設(shè)SO₂完全逸出）和10%的酸溶液，計(jì)算吸收的液態(tài)水的體積V為_(kāi)_____mL．
（3）S₄N₄是亮橙色固體，不溶于水和有機(jī)溶劑，是一種重要的金屬有機(jī)化學(xué)反應(yīng)物．一般用S₂Cl₂、SCl₂的惰性溶劑（CS₂）氨解制得：6S₂Cl₂+16NH₃→S₄N₄+S₈+12NH₄Cl；24SCl₂+64NH₃→4S₄N₄+S₈+48NH₄Cl．S₂Cl₂、SCl₂的混合液體52.86g溶于足量的CS₂中，再通入35.84L氨氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況）完全氨解，產(chǎn)生14.080g硫單質(zhì)．剩余氨氣用40g水完全吸收形成氨水（密度為0.923g/mL）．
計(jì)算：①該混合液體中S₂Cl₂、SCl₂的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_____．
　　 ②所得氨水的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)_____（保留1位小數(shù)）．
（4）S₄N₄與Ag在一定條件下反應(yīng)，失去N₂而縮合成（SN）_x，（SN）_x合成于1910年，過(guò)了五十年，才發(fā)現(xiàn)它在0.26K的低溫下，可轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體（superconductor）．（SN）_x的結(jié)構(gòu)式如圖：

已知1.20×10⁵ mol S₄N₄與Ag發(fā)生縮合，失去了1.20×10⁵ mol N₂，生成二百聚物[（SN）₂₀₀]和三百聚物．測(cè)得縮合產(chǎn)物中二百聚物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.50．
計(jì)算：①縮合產(chǎn)物中各縮合物的物質(zhì)的量．
②若Ag的實(shí)際使用量為8.64kg，求Ag的循環(huán)使用次數(shù)．

Answer 1

解：（1）①已知物質(zhì)組成中各個(gè)元素的含量，可以找出該物質(zhì)的元素個(gè)數(shù)比，假設(shè)取1000gA中，m（Cl）=861g，m（S）=131g，S和Cl個(gè)數(shù)比：（869÷35.5）÷（131÷32）=6，A的組成為（SCl₆）_n，同樣1000gB中，m（Cl）=816g，m（S）=184g，S和Cl的個(gè)數(shù)比為：（816÷35.5）÷（184÷32）=4，B的組成為（SCl₄）n，由于 A的相對(duì)分子質(zhì)量比B大71，所以A和B中的n都為1，又A、B的物質(zhì)的量比為3：2，假設(shè)有3molA，2molB，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，n（S）=3+2=5mol，n（Cl）=6×3+4×2=26mol，n（Cl₂）=0.5×n（Cl）=13mol，所以 S和氯氣的物質(zhì)的量之比為 5：13，
故答案為：SCl₆、SCl₄；5：13；
（2）SF₄吸收V mL液態(tài)水，n（SO₂）=3.2÷64=0.05（mol），反應(yīng)后溶液質(zhì)量增加了44×0.05=2.2g，
反應(yīng)方程式為：SF₄+2H₂O═SO₂↑+4HF，△m
1mol 1mol 4mol 44g
反應(yīng)后得到的是HF溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，據(jù)此列出等式，ω（HF）=0.05×4×20÷（v+2.2）×100%=10%，解得v=37.8，
故答案為：37.8；
（3）①氨氣有剩余，說(shuō)明S₂Cl₂、SCl₂完全反應(yīng)，有反應(yīng)方程式 6S₂Cl₂+16NH₃→S₄N₄+S₈+12NH₄Cl；24SCl₂+64NH₃→4S₄N₄+S₈+48NH₄Cl，設(shè)S₂Cl₂、SCl₂ 物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，列出二元一次方程：135x+103y=52.86g，x÷6×32×8+y÷24×8×32=14.080g，解得x=0.3mol，y=0.12mol，0.3：012=5：2，故該混合液體中S₂Cl、SCl₂的物質(zhì)的量之比為 5：2，
故答案為：5：2；
②反應(yīng)消耗的氨氣的物質(zhì)的量為，0.3×16÷6+0.12×64÷24=0.8+0.32=1.12（mol），剩余的氨氣的物質(zhì)的量為，35.84÷22.4-1.12=1.6-1.12=0.48mol，c（NH₃）=0.48÷[（40+17×0.48）÷0.923÷1000]≈9.2 （mol/L），所得氨水的物質(zhì)的量濃度為 9.2 mol/L，故答案為：9.2 mol/L；
（4）①設(shè)[（SN）₂₀₀]、[（SN）₃₀₀]物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，利用縮合產(chǎn)物中二百聚物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.50，列式為46×200x÷（46×200x+46×300y）=0.5，氮原子守恒列式 200x+300y=1.20×10⁵×4-1.20×10⁵×2，解得x=600mol，y=400ml，即二百聚物為600mol，三百聚物為400mol，
答：二百聚物的物質(zhì)的量為600mol，三百聚物物質(zhì)的量為 400mol；
②根據(jù)S守恒，生成600二百聚物和400三百聚物，失去了1.20×10⁵ mol N₂，同時(shí)有2.4×10⁵molS減少，生成了硫化銀，生成 2.4×10⁵mol Ag₂S，就需要消耗4.8×10⁵molAg，所以Ag的循環(huán)使用次數(shù)為：4.8×10⁵÷（8.64×1000÷108）=6000（次），答：Ag的循環(huán)使用次數(shù)為6000次．
分析：（1）已知物質(zhì)組成中各個(gè)元素的含量，找出該物質(zhì)的元素個(gè)數(shù)比，例如直接取1000gA、B各自進(jìn)行計(jì)算出S和Cl的個(gè)數(shù)比，再利用 A的相對(duì)分子質(zhì)量比B大71 得出他們的分子式；A、B的物質(zhì)的量比為3：2，假設(shè)有3molA，2molB，利用原子守恒，得出參加反應(yīng)的S和氯氣的物質(zhì)的量之比；
（2）根據(jù)反應(yīng)方程式為：SF₄+2H₂O═SO₂↑+4HF，利用“質(zhì)量差”進(jìn)行計(jì)算；
（3）①由于氨氣過(guò)量，故S₂Cl₂、SCl₂完全反應(yīng)，設(shè)S₂Cl₂、SCl₂物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，列出二元一次方程求解；
②利用求出的S₂Cl₂、SCl₂ 物質(zhì)的量，得到氨氣的剩余量，就可以算出所得氨水的物質(zhì)的量濃度；
（4）①先設(shè)出[（SN）₂₀₀]、[（SN）₃₀₀]物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，利用題中縮合產(chǎn)物中二百聚物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.50和氮原子守恒列出二元一次方程進(jìn)行計(jì)算；
②根據(jù)S守恒，生成600二百聚物和400三百聚物，失去了1.20×10⁵ mol N₂，同時(shí)有2.4×105molS生成了硫化銀，生成Ag₂S就需要4.8×10⁵molAg，算出這些Ag的質(zhì)量．而現(xiàn)在只有8.64kg，二者相比就可以知道需要銀循環(huán)的次數(shù)．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了硫元素價(jià)態(tài)眾多，可與鹵素、氮等元素化合形成許多復(fù)雜化合物的知識(shí)，涉及的問(wèn)題比較多，知識(shí)面也比較廣，計(jì)算量相當(dāng)大，有分子式的求算，物質(zhì)的量濃度的計(jì)算、物質(zhì)組成的計(jì)算等，難度有點(diǎn)高，注重考查閱讀、分析、理解題中信息的能力．