Question

【題目】硫化氫與濃硫酸發生如下反應：H2S+H2SO4(濃)→S↓+SO2↑+2H2O加熱條件下，單質硫與濃硫酸又會發生如下反應：S+2H2SO4(濃) 3SO2↑+2H2O

計算：

(1)若98%濃硫酸可表示為H2SO4aH2O，則a=__；若要把該濃硫酸轉化為H2SO4H2O，則98%濃硫酸與加入水的質量比為_____。

(2)一定條件下，將0.1mol H2S氣體通入足量濃硫酸中，生成b mol SO2，則 b的取值范圍是_______。

(3)在50mL、4.0mol/L的NaOH溶液中，通入H2S氣體并充分反應，然后，小心蒸發，得到不含結晶水的白色固體．通入H2S的物質的量為x mol，生成的白色固體的質量為7.9g，通過計算確定白色固體的可能成分及每種成分的質量(結果保留一位小數)_______。

Answer 1

【答案】 25：4 0.1≤b≤0.4 NaOH、4g，Na2S、3.9 g 或 Na2S、7.6 g，NaHS、0.3 g

【解析】

（1）根據硫酸、水的物質的量比計算；

(2)利用“極限法”計算b值；

(3) NaOH溶液通入硫化氫氣體，反應后的物質可能有可能是NaOH和Na2S或Na2S和NaHS或者只有NaHS或者只有Na2S，利用討論法計算分析。

（1）濃硫酸的質量分數為98%，故每100g濃硫酸中含有硫酸98g，物質的量為：=1mol，含有水2g，物質的量為：=mol，故a=，若要把該濃硫酸轉化為H2SO4H2O，則硫酸和水的物質的量比1:1，則需要加入水為18﹣2=16g，故濃硫酸與加入水的質量比為：100：16=25：4；

（2）H2S+H2SO4（濃）→S↓+SO2↑+2H2O①與S+2H2SO4（濃） 3SO2↑+2H2O②，若只發生反應①，那么生成的二氧化硫的物質的量等于加入硫化氫的物質的量，為0.1mol；

若反應①中生成的S單質繼續發生反應②，那么生成二氧化硫物質的量為0.4mol，故b的范圍是：0.1≤b≤0.4；

（3）50mL 4.0mol/L的NaOH的物質的量為：0.05×4=0.2mol，由于硫化氫被完全吸收，而且氫氧化鈉也全部反應，故所得的固體物質可能是NaOH和Na2S或Na2S和NaHS或者只有NaHS或者只有只有Na2S；

（Ⅰ）設所得的固體產物中NaOH為amol，Na2S為bmol，根據鈉原子的守恒可有：a+2b=0.2mol ①，40a+78b=7.9g ②，解得a=0.1mol，b=0.05mol，故NaOH的質量m=nM=0.1mol×40g/mol=4g，Na2S的質量m=nM=0.05mol×78g/mol=3.9g；

（Ⅱ）設所得的固體產物中Na2S為amol，NaHS為bmol，根據鈉原子的守恒可有：2a+b=0.2mol ①，78a+56b=7.9g ②，解得a=mol，b=mol，故Na2S的質量m=nM=mol×78g/mol=7.6g，NaHS的質量m= 7.9g﹣7.6g=0.3g；

（Ⅲ）設所得的固體產物僅有NaHS，那么NaHS為0.2mol，質量應為：0.2mol×56g/mol=11.2g，不符合題意，故無此情況，

（Ⅲ）設所得的固體產物僅有Na2S，那么Na2S為0.1mol，質量應為：0.1mol×78g/mol=7.8g，不符合題意，故無此情況。