Question

硫有多种化合物，许多含硫化合物在工业上有重要的用途．
（1）工业上可用黄铁矿、焦炭在有限的空气中燃烧制备硫磺．
3FeS₂+12C+8O₂ Fe₃O₄+nA↑+6S
A是______（写化学式）．若得到192克的硫磺，则产生标准状况下的A气体______L．
（2）硫的氯化物常做橡胶工业的硫化剂．硫与氯气在一定条件下反应，得到两种硫的氯化物B和D．B物质中的含硫量为0.3107，D物质中的含氯量为0.5259，B的相对分子质量比D小32．计算确定这两种氯化物的分子式分别为______．
（3）硫化氢有毒．在120℃、101kPa，将H₂S和O₂在密闭容器中点燃，充分反应后又恢复到了原来的温度和压强时，气体体积减少30%，求原混合其气体中H₂S的体积分数．写出推导过程．（不考虑硫化氢的分解）
（4）硫代硫酸钠是重要的还原剂，可用亚硫酸钠和硫粉在水溶液中加热制得．取15.12g Na₂SO₃溶于80.0mL水中，加入5.00g硫粉，用小火加热至，微沸，反应约1小时后过滤，将滤液蒸发至体积为30.0mL，再冷却到10℃，则理论上析出Na₂S₂O₃?5H₂O多少克？写出推导过程．
（已知：Na₂S₂O₃的溶解度，10℃时为60.0g/100g水，100℃时为207g/100g水．100℃时，Na₂S₂O₃饱和溶液的密度为1.14g/mL）．

Answer 1

解：（1）反应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为CO，n=12；
192克的硫磺的物质的量==6mol，由方程式可知n（CO）=2n（S）=12mol，故CO的体积为12mol×22.4L/mol=268.8L，
故答案为：CO；268.8；
（2）B物质中的含硫量为0.3107，则B分子中N（S）：N（Cl）=：=1：2，
D物质中的含氯量为0.5259，则D分子中N（S）：N（Cl）=：=1：1
B的相对分子质量比D小32，则D比B多1个S原子，Cl原子数目相同，令B为S_xCl_2x，D为S_yCl_y，则：
，解得x=1，y=2，故B为SCl₂，D为S₂Cl₂，
故答案为：SCl₂、S₂Cl₂；
（3）2H₂S+O₂2S+2H₂O（1）；2H₂S+3O₂2SO₂+2H₂O（2）
由反应知，当H₂S：O₂＞2：1时，按（1）进行，气体体积可能减少30%，
当2：1＞H₂S：O₂＞2：3时，既有反应（1）又有反应（2），气体体积可能减少30%，
设原混合气体中H₂S、O₂分别为xL、yL，则：
①当H₂S：O₂＞2：1时，2H₂S+O₂2S+2H₂O 气体体积减少
2y y 2y y
所以=0.3，故x：y=7：3，故H₂S的体积分数==0.7；
②当2：1＞H₂S：O₂＞2：3时，xH₂S+yO₂（y-）SO₂+（1.5x-y）S+xH₂O 气体体积减少
x y （y-） x
所以=0.3，故x：y=3：2，故H₂S的体积分数==0.6，
故答案为：H₂S的体积分数为0.7或0.6；
（4）n（Na₂SO₃）==0.12mol，n（S）==0.16mol，
故硫过量，生成Na₂S₂O₃为0.12mol，质量为15.2g+0.12mol×32g/mol=18.96g，100℃时Na₂S₂O₃的溶解度为207g/100g水，80g水溶解Na₂S₂O₃的质量=207g×=165.6g＞18.96g，故微沸时生成的Na₂S₂O₃全部溶解，故滤液中Na₂S₂O₃为0.12mol，质量为18.96g，10℃时30.0mL溶液中水的质量=30mL×1.14g/mL-18.96g=15.24g，设析出的Na₂S₂O₃?5H₂O为xg，则：
=，解得x=23.4
答：理论上析出23.4gNa₂S₂O₃?5H₂O．
分析：（1）根据原子守恒判断A的化学式；
根据n=计算硫的物质的量，根据方程式计算气体A的物质的量，再根据V=nVm计算其体积；
（2）根据元素含量计算B、D物质中N（S）：N（Cl），B的相对分子质量比D小32，则D比B多1个S原子，Cl原子数目相同，据此解答；
（3）2H₂S+O₂2S+2H₂O（1）；2H₂S+3O₂2SO₂+2H₂O（2）
由反应知，当n（H₂S）：n（O₂）＞2：1时，按（1）进行，气体体积可能减少30%；
当2：1＞n（H₂S）：n（O₂）＞2：3时，既有反应（1）又有反应（2），气体体积可能减少30%；
据此设原混合气体中H₂S、O₂分别为xL、yL，利用差量法计算；
（4）n（Na₂SO₃）==0.12mol，n（S）==0.16mol，故硫过量，生成Na₂S₂O₃为0.12mol，质量为15.2g+0.12mol×32g/mol=18.96g，100℃时Na₂S₂O₃的溶解度为207g/100g水，80g水溶解Na₂S₂O₃的质量=207g×=165.6g＞18.96g，故微沸时生成的Na₂S₂O₃全部溶解，故滤液中Na₂S₂O₃为0.12mol，质量为18.96g，10℃时30.0mL溶液中水的质量=30mL×1.14g/mL-18.96g=15.24g，设析出的Na₂S₂O₃?5H₂O为xg，根据10℃时溶解度理解方程解答．
点评：本题考查化学计算，题量很大，过程复杂，计算量大，对学生的心理有较高的要求，是对学生综合能力的考查，（3）中注意利用总反应式进行的计算，（4）中计算为易错点，难点，题目难度很大．