Question

硫化氫與濃硫酸發(fā)生如下反應(yīng)：H₂S+H₂SO₄（濃）→S↓+SO₂↑+2H₂O加熱條件下，單質(zhì)硫與濃硫酸又會發(fā)生如下反應(yīng)：S+2H₂SO₄（濃）

△

 3SO₂↑+2H₂O
計算：
（1）若98%濃硫酸可表示為H₂SO₄?aH₂O，則a=

 

；若要把該濃硫酸轉(zhuǎn)化為H₂SO₄?H₂O，則98%濃硫酸與加入水的質(zhì)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(yīng)，然后，小心蒸發(fā)，得到不含結(jié)晶水的白色固體．通入H₂S的物質(zhì)的量為x mol，生成的白色固體的質(zhì)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(zhì)量（結(jié)果保留一位小數(shù)）．

Answer 1

考點：有關(guān)范圍討論題的計算,化學(xué)方程式的有關(guān)計算

專題：

分析：（1）依據(jù)濃硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%得知，每100g濃硫酸中含有硫酸98g，含有水2g，依據(jù)n=

m

M

分別計算出硫酸的物質(zhì)的量與水的物質(zhì)的量，然后把硫酸定為1，a可求；
（2）依據(jù)反應(yīng)：H₂S+H₂SO₄（濃）→S↓+SO₂↑+2H₂O與S+2H₂SO₄（濃）

△

 3SO₂↑+2H₂O，利用極限法計算即可；
（3）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式，利用元素守恒討論計算即可．

解答： 解：（1）濃硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%，故每100g濃硫酸中含有硫酸98g，物質(zhì)的量為：

98g

98g/mol

=1mol，含有水2g，物質(zhì)的量為：

2g

18g/mol

=

1

9

mol，故a=

1

9

，若要把該濃硫酸轉(zhuǎn)化為H₂SO₄?H₂O，則需要加入水為18-2=16g，故濃硫酸與加入水的質(zhì)量比為：100：16=25：4，故答案為：

1

9

；25：4；
（2）H₂S+H₂SO₄（濃）→S↓+SO₂↑+2H₂O①與S+2H₂SO₄（濃）

△

 3SO₂↑+2H₂O②，若只發(fā)生反應(yīng)①，那么生成的二氧化硫的物質(zhì)的量等于加入硫化氫的物質(zhì)的量，為0.1mol；
若反應(yīng)①中生成的S單質(zhì)繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)②，那么生成二氧化硫物質(zhì)的量為0.4mol，故b的范圍是：0.1≤b≤0.4，故答案為：0.1≤b≤0.4；
（3）50mL、4.0mol/L的NaOH的物質(zhì)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(yīng)，故所得的固體物質(zhì)可能是NaOH和Na₂S或Na₂S和NaHS或者只有NaHS，
（Ⅰ）設(shè)所得的固體產(chǎn)物中NaOH為amol，Na₂S為bmol，根據(jù)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(zhì)量m=nM=0.1mol×40g/mol=4g，Na₂S的質(zhì)量m=nM=0.05mol×78g/mol=3.9g；
（Ⅱ）設(shè)所得的固體產(chǎn)物中Na₂S為amol，NaHS為bmol，根據(jù)鈉原子的守恒可有：2a+b=0.2mol   ①，78a+56b=7.9g ②，解得a=

33

340

mol，b=

1

170

mol，故Na₂S的質(zhì)量m=nM=

33

340

mol×78g/mol=7.6g，NaHS的質(zhì)量m=nM=7.9g-7.6g=0.3g；
（Ⅲ）設(shè)所得的固體產(chǎn)物僅有NaHS，那么NaHS為0.2mol，質(zhì)量應(yīng)為：0.2mol×56g/mol=11.2g，不符合題意，故無此情況，
答：白色固體的可能成分及每種成分的質(zhì)量為NaOH、4g，Na₂S、3.9 g 或 Na₂S、7.6 g，NaHS、0.3 g．

點評：本題主要考查的是溶質(zhì)有關(guān)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算、二元酸與堿反應(yīng)的過量問題討論，難度較大．