Question

1886年，德國夫賴堡（Frieberg）礦業學院的一位教授在分析夫賴堡附近發現的一種新礦石（以X表示，X為整比化合物）的時候，發現其中有一種當時未知的新元素（以Y表示，在X中Y的化合價為+4），并通過實驗驗證了自己的推斷。經分析，X中含有銀元素（化合價為+1）和硫元素（化合價為-2），其中Ag的質量分數為76．53%。在氫氣流中加熱X，可得到Ag₂S、H₂S和Y的低價硫化物（Y的化合價為+2）。如果在200℃和100kPa條件下完全轉化16．0g的X需要0．557L的氫氣。根據上面的描述：
（1）計算Y的摩爾質量并指出Y在元素周期表中的位置
（2）寫出X的化學式
（3）寫出氫氣和X反應的化學方程式

Answer 1

（1）M(Y)="73" g· mol^－1 第四周期ⅣA族
（2）X：Ag₈GeS₆ （3）Ag₈GeS₆＋H₂4Ag₂S＋GeS＋H₂S

解析試題分析：（1）設X的化學式為Ag_2aY_bS_a＋2b （或a Ag₂S·bYS₂）
216a/M(X)=0.7653    M(X)=216a/0.7653   1分
參加反應的H₂的物質的量是n(H₂)＝100×0．557/473×8．31＝0．01417mol（1分）
Ag_2aY_bS_a＋2b  ＋  bH₂＝aAg₂S＋bYS＋bH₂S（1分）
216a/0.7653           b
16.0            0.01417
a/b＝4.00，因X是整比化合物，a、b都是正整數，得a＝4，b＝1，
M(Y)="73" g· mol^－1（2分）  
查元素周期表可得Y為Ge元素，它的位置是第四周期ⅣA族（1分）
（2）X：Ag₈GeS₆（2分）
（3）Ag₈GeS₆＋H₂4Ag₂S＋GeS＋H₂S（2分）
考點：元素周期表和摩爾質量的計算。