Question

多硫化钙[CaS_x（ x≤5）]、硫代硫酸钙组成的混合物称为石硫合剂，它是一种很好的植物杀虫剂，是由硫磺跟石灰、水等反应所得．不同比例的硫磺跟石灰在水溶液中反应，可生成不同的多硫化钙与硫代硫酸钙．

3Ca（OH）₂+8S2CaS₃+CaS₂O₃+3H₂O；3Ca（OH）₂+6S2CaS₂+CaS₂O₃+3H₂O

完成下列计算：

（1）硫磺溶解在硫化钠溶液中生成一种多硫化物，该多硫化物中硫元素的质量分数为0.736，则该Na₂S_x中x=4．

（2）取某石硫合剂（假如只含两种含硫化合物）250mL（密度为1.12g/cm³）通入足量CO₂使其快速分解．原理如下：S_x^2﹣+2H₂O+2CO₂→（x﹣1）S↓+H₂S↑+2HCO₃^﹣；S₂O₃^2﹣+H₂O+CO₂→HSO₃^﹣+HCO₃^﹣+S↓

完全反应后共收集到气体1.12升（标准状况）（忽略气体在溶液中的溶解），则该石硫合剂中多硫化钙的物质的量浓度为  ；硫代硫酸钙的质量分数为  ．（答案用小数表示，保留2位有效数字）

（3）如果把生石灰、硫磺和水按质量比7：16：70的配比完全反应后，只生成两种含硫的化合物，则该石硫合剂中多硫化钙与硫代硫酸钙的物质的量之比是  ；多硫化钙的化学式是  ．

（4）现有生石灰50.4g、硫磺96g、水504g恰好完全反应生成三种多硫化钙，除生成CaS₄之外还有二种多硫化钙．请推算这二种多硫化钙可能的物质的量之比   （写出推理过程）．

Answer 1

考点：  有关混合物反应的计算；化学方程式的有关计算．

专题：  计算题．

分析：  （1）计算钠元素质量分数，再根据n=计算Na、S原子数目之比，进而确定x的值；

（2）生成的气体为H₂S，计算H₂S的物质的量，根据方程式计算多硫化钙的物质的量，再根据c=计算多硫化钙的物质的量浓度；

由方程式可知CaS₂O₃的物质的量是多硫化钙的，再根据m=nM计算其质量，根据m=ρV计算石硫合剂的走过来，进而计算CaS₂O₃的质量分数；

（3）根据元素守恒，结合n=可知氢氧化钙和硫磺的物质的量之比1：4，反应方程式为：3Ca（OH）₂+12S2CaS_x+CaS₂O₃+3H₂O，据此解答；

（4）n（CaO）==0.9mol，n（S）==3mol，则 n[Ca（OH）₂]：n（S）=0.9mol：3mol=3：10，由反应可知：3Ca（OH）₂+10S2CaS_x+CaS₂O₃+3H₂O，解之得：x=4，即多硫化物中硫原子的平均值为4，故另两种多硫化物可能为：CaS₂与CaS₅或CaS₃与CaS₅，根据平均S原子数目，利用十字交叉法计算二者物质的量之比．

解答：  解：（1）硫元素的质量分数为0.736，则钠元素的质量分数为1﹣0.736=0.264，所以钠原子和硫原子的个数之比是=，所以x=2×2=4，故答案为：4；

（2）硫化氢为=0.05mol，所以根据方程式：S_x^2﹣+2H₂O+2CO₂→（x﹣1）S↓+H₂S↑+2HCO₃^﹣，可知多硫化钙的物质的量是0.05mol，其浓度是0.05mol÷0.25L=0.20 mol/L；

由3Ca（OH）₂+8S2CaS₃+CaS₂O₃+3H₂O；3Ca（OH）₂+6S2CaS₂+CaS₂O₃+3H₂O，可知CaS₂O₃的物质的量是0.05mol÷2=0.025mol，所以其质量分数是=0.014，

故答案为：0.20mol/L；0.014；

（3）生石灰、硫磺的质量比7：16，则物质的量之比是：=1：4，即氢氧化钙和硫磺的物质的量之比是1：4，所以方程式为：3Ca（OH）₂+12S2CaS_x+CaS₂O₃+3H₂O，多硫化钙与硫代硫酸钙的物质的量之比是2：1，根据S原子守恒则x=5，多硫化钙的化学式是CaS₅，

故答案为：2：1；CaS₅；

（4）n（CaO）==0.9mol，n（S）==3mol，则 n[Ca（OH）₂]：n（S）=0.9mol：3mol=3：10，由反应可知：3Ca（OH）₂+10S2CaS_x+CaS₂O₃+3H₂O，解之得：x=4，即多硫化物中硫原子的平均值为4，故另两种多硫化物可能为：CaS₂与CaS₅或CaS₃与CaS₅，

由可知，n（CaS₂）：n（CaS₅）=1：2；

由可知，n（CaS₃）：n（CaS₅）=1：1，

故答案为：n（CaS₂）：n（CaS₅）=1：2或者n（CaS₃）：n（CaS₅）=1：1．

点评：  本题考查混合物有关计算，侧重考查学生分析计算难度，关键是对化学方程式的理解与书写，题目计算量大，难度较大．