Question

將一定量混合均勻的鐵粉與硫粉在隔絕空氣的條件下共熱，充分反應(yīng)后冷卻至室溫，得到固體A。將質(zhì)量為m的固體A加入到300 mL 2 mol·L^-1鹽酸中使之完全溶解，測(cè)得室溫下加入固體A的質(zhì)量與收集到的氣體體積（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）的關(guān)系如下圖所示（假設(shè)所得氫硫酸溶液飽和前無(wú)硫化氫氣體逸出）。

已知加入固體A的質(zhì)量m≤3.2 g時(shí)，收集到的氣體為氫氣；當(dāng)m＞3.2 g時(shí)，收集到的氣體為H₂和H₂S的混合氣體。

試分析計(jì)算：

（1）3.2 g固體A中所含的物質(zhì)有_____________。

（2）3.2 g固體A中各物質(zhì)的物質(zhì)的量分別為_(kāi)______________，溶于上述鹽酸充分反應(yīng)后，所得溶液中氫硫酸的物質(zhì)的量濃度為（忽略溶液體積的變化）______________。

（3）當(dāng)固體A全部溶于上述鹽酸，且A的質(zhì)量m＞3.2 g時(shí)，收集到氣體體積（標(biāo)準(zhǔn)體積）V=____________mL(用含m的代數(shù)式表示）。

Answer 1

（1）FeS和Fe

(2)Fe為0.56 g,FeS為2.64 g  0.1 mol·L^-1

(3)280m-672

解析：（1）鐵粉與硫粉在隔絕空氣條件下共熱后所生成的產(chǎn)物可能有以下三種情況：一是FeS和S，二是FeS和Fe，三是FeS。由題意，產(chǎn)物加入到300 mL 2 mol·L^-1鹽酸中能夠完全溶解，可得固體A中不存在單質(zhì)硫（即排除了第一種情況）；由題意，當(dāng)m＞3.2 g時(shí)，收集到氣體為H₂和H₂S的混合氣，可得出固體A是FeS和Fe的混合物。（2）依據(jù)題圖可知在固體A的質(zhì)量m＜3.2 g時(shí)，收集到的氣體只有H₂，此前所生成的H₂S全部溶于水中，也即當(dāng)m=3.2 g時(shí)，H₂S在水中的溶解達(dá)到飽和狀態(tài)。根據(jù)Fe—H₂可計(jì)算出鐵的質(zhì)量為0.56 g,那么FeS的質(zhì)量為2.64 g，共生成H₂S的物質(zhì)的量為n(H₂S)=n(FeS)==0.03 mol，氫硫酸的物質(zhì)的量濃度為：c(H₂S)==0.1 mol·L^-1。（3）根據(jù)題意，放出氣體的多少由鐵元素的物質(zhì)的量決定，由（2）可知A中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=70%。m g A中含鐵的物質(zhì)的量為=0.0125m mol,放出氣體280m mL，其中有0.03 mol H₂S溶于HCl中，則放出氣體為(280m-672)mL。