Question

硫有多種化合物，許多含硫化合物在工業上有重要的用途．
（1）工業上可用黃鐵礦、焦炭在有限的空氣中燃燒制備硫磺．
3FeS₂+12C+8O₂ Fe₃O₄+nA↑+6S
A是______（寫化學式）．若得到192克的硫磺，則產生標準狀況下的A氣體______L．
（2）硫的氯化物常做橡膠工業的硫化劑．硫與氯氣在一定條件下反應，得到兩種硫的氯化物B和D．B物質中的含硫量為0.3107，D物質中的含氯量為0.5259，B的相對分子質量比D小32．計算確定這兩種氯化物的分子式分別為______．
（3）硫化氫有毒．在120℃、101kPa，將H₂S和O₂在密閉容器中點燃，充分反應后又恢復到了原來的溫度和壓強時，氣體體積減少30%，求原混合其氣體中H₂S的體積分數．寫出推導過程．（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，反應約1小時后過濾，將濾液蒸發至體積為30.0mL，再冷卻到10℃，則理論上析出Na₂S₂O₃?5H₂O多少克？寫出推導過程．
（已知：Na₂S₂O₃的溶解度，10℃時為60.0g/100g水，100℃時為207g/100g水．100℃時，Na₂S₂O₃飽和溶液的密度為1.14g/mL）．

Answer 1

解：（1）反應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克的硫磺的物質的量==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物質中的含硫量為0.3107，則B分子中N（S）：N（Cl）=：=1：2，
D物質中的含氯量為0.5259，則D分子中N（S）：N（Cl）=：=1：1
B的相對分子質量比D小32，則D比B多1個S原子，Cl原子數目相同，令B為S_xCl_2x，D為S_yCl_y，則：
，解得x=1，y=2，故B為SCl₂，D為S₂Cl₂，
故答案為：SCl₂、S₂Cl₂；
（3）2H₂S+O₂2S+2H₂O（1）；2H₂S+3O₂2SO₂+2H₂O（2）
由反應知，當H₂S：O₂＞2：1時，按（1）進行，氣體體積可能減少30%，
當2：1＞H₂S：O₂＞2：3時，既有反應（1）又有反應（2），氣體體積可能減少30%，
設原混合氣體中H₂S、O₂分別為xL、yL，則：
①當H₂S：O₂＞2：1時，2H₂S+O₂2S+2H₂O 氣體體積減少
2y y 2y y
所以=0.3，故x：y=7：3，故H₂S的體積分數==0.7；
②當2：1＞H₂S：O₂＞2：3時，xH₂S+yO₂（y-）SO₂+（1.5x-y）S+xH₂O 氣體體積減少
x y （y-） x
所以=0.3，故x：y=3：2，故H₂S的體積分數==0.6，
故答案為：H₂S的體積分數為0.7或0.6；
（4）n（Na₂SO₃）==0.12mol，n（S）==0.16mol，
故硫過量，生成Na₂S₂O₃為0.12mol，質量為15.2g+0.12mol×32g/mol=18.96g，100℃時Na₂S₂O₃的溶解度為207g/100g水，80g水溶解Na₂S₂O₃的質量=207g×=165.6g＞18.96g，故微沸時生成的Na₂S₂O₃全部溶解，故濾液中Na₂S₂O₃為0.12mol，質量為18.96g，10℃時30.0mL溶液中水的質量=30mL×1.14g/mL-18.96g=15.24g，設析出的Na₂S₂O₃?5H₂O為xg，則：
=，解得x=23.4
答：理論上析出23.4gNa₂S₂O₃?5H₂O．
分析：（1）根據原子守恒判斷A的化學式；
根據n=計算硫的物質的量，根據方程式計算氣體A的物質的量，再根據V=nVm計算其體積；
（2）根據元素含量計算B、D物質中N（S）：N（Cl），B的相對分子質量比D小32，則D比B多1個S原子，Cl原子數目相同，據此解答；
（3）2H₂S+O₂2S+2H₂O（1）；2H₂S+3O₂2SO₂+2H₂O（2）
由反應知，當n（H₂S）：n（O₂）＞2：1時，按（1）進行，氣體體積可能減少30%；
當2：1＞n（H₂S）：n（O₂）＞2：3時，既有反應（1）又有反應（2），氣體體積可能減少30%；
據此設原混合氣體中H₂S、O₂分別為xL、yL，利用差量法計算；
（4）n（Na₂SO₃）==0.12mol，n（S）==0.16mol，故硫過量，生成Na₂S₂O₃為0.12mol，質量為15.2g+0.12mol×32g/mol=18.96g，100℃時Na₂S₂O₃的溶解度為207g/100g水，80g水溶解Na₂S₂O₃的質量=207g×=165.6g＞18.96g，故微沸時生成的Na₂S₂O₃全部溶解，故濾液中Na₂S₂O₃為0.12mol，質量為18.96g，10℃時30.0mL溶液中水的質量=30mL×1.14g/mL-18.96g=15.24g，設析出的Na₂S₂O₃?5H₂O為xg，根據10℃時溶解度理解方程解答．
點評：本題考查化學計算，題量很大，過程復雜，計算量大，對學生的心理有較高的要求，是對學生綜合能力的考查，（3）中注意利用總反應式進行的計算，（4）中計算為易錯點，難點，題目難度很大．