Question

硫有多種化合物，許多含硫化合物在工業(yè)上有重要的用途．
（1）工業(yè)上可用黃鐵礦、焦炭在有限的空氣中燃燒制備硫磺．
3FeS₂+12C+8O₂

△

 Fe₃O₄+nA↑+6S
A是

CO

（寫(xiě)化學(xué)式）．若得到192克的硫磺，則產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的A氣體

268.8

L．
（2）硫的氯化物常做橡膠工業(yè)的硫化劑．硫與氯氣在一定條件下反應(yīng)，得到兩種硫的氯化物B和D．B物質(zhì)中的含硫量為0.3107，D物質(zhì)中的含氯量為0.5259，B的相對(duì)分子質(zhì)量比D小32．計(jì)算確定這兩種氯化物的分子式分別為

SCl₂、S₂Cl₂

．
（3）硫化氫有毒．在120℃、101kPa，將H₂S和O₂在密閉容器中點(diǎn)燃，充分反應(yīng)后又恢復(fù)到了原來(lái)的溫度和壓強(qiáng)時(shí)，氣體體積減少30%，求原混合其氣體中H₂S的體積分?jǐn)?shù)．寫(xiě)出推導(dǎo)過(guò)程．（不考慮硫化氫的分解）
（4）硫代硫酸鈉是重要的還原劑，可用亞硫酸鈉和硫粉在水溶液中加熱制得．取15.12g Na₂SO₃溶于80.0mL水中，加入5.00g硫粉，用小火加熱至，微沸，反應(yīng)約1小時(shí)后過(guò)濾，將濾液蒸發(fā)至體積為30.0mL，再冷卻到10℃，則理論上析出Na₂S₂O₃?5H₂O多少克？寫(xiě)出推導(dǎo)過(guò)程．
（已知：Na₂S₂O₃的溶解度，10℃時(shí)為60.0g/100g水，100℃時(shí)為207g/100g水．100℃時(shí)，Na₂S₂O₃飽和溶液的密度為1.14g/mL）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)原子守恒判斷A的化學(xué)式；
根據(jù)n=

m

M

計(jì)算硫的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式計(jì)算氣體A的物質(zhì)的量，再根據(jù)V=nVm計(jì)算其體積；
（2）根據(jù)元素含量計(jì)算B、D物質(zhì)中N（S）：N（Cl），B的相對(duì)分子質(zhì)量比D小32，則D比B多1個(gè)S原子，Cl原子數(shù)目相同，據(jù)此解答；
（3）2H₂S+O₂

點(diǎn)燃

2S+2H₂O（1）；2H₂S+3O₂

點(diǎn)燃

2SO₂+2H₂O（2）
由反應(yīng)知，當(dāng)n（H₂S）：n（O₂）＞2：1時(shí)，按（1）進(jìn)行，氣體體積可能減少30%；
當(dāng)2：1＞n（H₂S）：n（O₂）＞2：3時(shí)，既有反應(yīng)（1）又有反應(yīng)（2），氣體體積可能減少30%；
據(jù)此設(shè)原混合氣體中H₂S、O₂分別為xL、yL，利用差量法計(jì)算；
（4）n（Na₂SO₃）=

15.12g

126g/mol

=0.12mol，n（S）=

5g

32g/mol

=0.16mol，故硫過(guò)量，生成Na₂S₂O₃為0.12mol，質(zhì)量為15.2g+0.12mol×32g/mol=18.96g，100℃時(shí)Na₂S₂O₃的溶解度為207g/100g水，80g水溶解Na₂S₂O₃的質(zhì)量=207g×

80g

100g

=165.6g＞18.96g，故微沸時(shí)生成的Na₂S₂O₃全部溶解，故濾液中Na₂S₂O₃為0.12mol，質(zhì)量為18.96g，10℃時(shí)30.0mL溶液中水的質(zhì)量=30mL×1.14g/mL-18.96g=15.24g，設(shè)析出的Na₂S₂O₃?5H₂O為xg，根據(jù)10℃時(shí)溶解度理解方程解答．

解答：解：（1）反應(yīng)3FeS₂+12C+8O₂

△

 Fe₃O₄+nA↑+6S中，由原子守恒可知，A中N（C）：N（O）=12：（16-4）=1：1，故A為CO，n=12；
192克的硫磺的物質(zhì)的量=

192g

32g/mol

=6mol，由方程式可知n（CO）=2n（S）=12mol，故CO的體積為12mol×22.4L/mol=268.8L，
故答案為：CO；268.8；
（2）B物質(zhì)中的含硫量為0.3107，則B分子中N（S）：N（Cl）=

0.3107

32

：

1-0.3107

35.5

=1：2，
D物質(zhì)中的含氯量為0.5259，則D分子中N（S）：N（Cl）=

0.5259

32

：

1-0.5259

35.5

=1：1
B的相對(duì)分子質(zhì)量比D小32，則D比B多1個(gè)S原子，Cl原子數(shù)目相同，令B為S_xCl_2x，D為S_yCl_y，則：

y=x+1 y=2x

，解得x=1，y=2，故B為SCl₂，D為S₂Cl₂，
故答案為：SCl₂、S₂Cl₂；
（3）2H₂S+O₂

點(diǎn)燃

2S+2H₂O（1）；2H₂S+3O₂

點(diǎn)燃

2SO₂+2H₂O（2）
由反應(yīng)知，當(dāng)H₂S：O₂＞2：1時(shí)，按（1）進(jìn)行，氣體體積可能減少30%，
當(dāng)2：1＞H₂S：O₂＞2：3時(shí)，既有反應(yīng)（1）又有反應(yīng)（2），氣體體積可能減少30%，
設(shè)原混合氣體中H₂S、O₂分別為xL、yL，則：
①當(dāng)H₂S：O₂＞2：1時(shí)，2H₂S+O₂

點(diǎn)燃

2S+2H₂O  氣體體積減少
                  2y  y        2y       y
所以

y

x+y

=0.3，故x：y=7：3，故H₂S的體積分?jǐn)?shù)=

7

7+3

=0.7；
②當(dāng)2：1＞H₂S：O₂＞2：3時(shí)，xH₂S+yO₂

點(diǎn)燃

（y-

x

2

）SO₂+（1.5x-y）S+xH₂O  氣體體積減少
                         x   y       （y-

x

2

）               x          

x

2

所以

0.5x

x+y

=0.3，故x：y=3：2，故H₂S的體積分?jǐn)?shù)=

3

2+3

=0.6，
故答案為：H₂S的體積分?jǐn)?shù)為0.7或0.6；
（4）n（Na₂SO₃）=

15.12g

126g/mol

=0.12mol，n（S）=

5g

32g/mol

=0.16mol，
故硫過(guò)量，生成Na₂S₂O₃為0.12mol，質(zhì)量為15.2g+0.12mol×32g/mol=18.96g，100℃時(shí)Na₂S₂O₃的溶解度為207g/100g水，80g水溶解Na₂S₂O₃的質(zhì)量=207g×

80g

100g

=165.6g＞18.96g，故微沸時(shí)生成的Na₂S₂O₃全部溶解，故濾液中Na₂S₂O₃為0.12mol，質(zhì)量為18.96g，10℃時(shí)30.0mL溶液中水的質(zhì)量=30mL×1.14g/mL-18.96g=15.24g，設(shè)析出的Na₂S₂O₃?5H₂O為xg，則：

60

100

=

18.96- 158 248 x

15.24- 90 248 x

，解得x=23.4
答：理論上析出23.4gNa₂S₂O₃?5H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)計(jì)算，題量很大，過(guò)程復(fù)雜，計(jì)算量大，對(duì)學(xué)生的心理有較高的要求，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，（3）中注意利用總反應(yīng)式進(jìn)行的計(jì)算，（4）中計(jì)算為易錯(cuò)點(diǎn)，難點(diǎn)，題目難度很大．