Question

硫磺在科学技术和生产中有重要的应用。石硫合剂是一种很好的植物杀虫剂，它是硫磺与石灰、水等反应所得――由多硫化钙[ CaS_x（x≤5）]、硫代硫酸钙组成的混合物。不同比例的石灰和硫磺在水溶液中反应，可生成不同的多硫化钙和硫代硫酸钙。如：

3Ca(OH)₂+8S2CaS₃+CaS₂O₃+3H₂O；

3Ca(OH)₂+6S2CaS₂+CaS₂O₃+3H₂O等。

根据题意完成下列计算：

（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，通过计算确定Na₂S_x中x=         。

（2）、取某石硫合剂（假如只含两种含硫化合物）250mL（密度为1.12g/mL）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（S·P·T）（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（写出推算过程）。

Answer

（1）、4         （2分）   （2）、0.20 mol/L （2分）    0.014   （2分）

（3）、2:1       （2分）    CaS5    （2分）

（4）、n(CaO)=50.4/56 =0.3mol     n(S)=96/32 =3mol                （1分）  

则 n[Ca(OH)2 ]: n(S) = 3 : 10  由反应可知：3Ca(OH)2+10S2CaSx+CaS2O3+3H2O

解之得：x=4 即多硫化物中硫原子的平均值为4．                （1分）

故另两种多硫化物可能为：CaS2与CaS5或CaS3与CaS5 。        （2分）

由  可知，n(CaS2)：n(CaS5)=1:2； （1分）

由  可知，n(CaS3)：n(CaS5)=1:1    （1分）

其他和理解法也可以给分。

【解析】（1）. 硫元素的质量分数为0.736，则钠元素的质量分数为0.264，所以钠原子和硫原子的个数之比是，所以x＝4.

（2） 硫化氢是0.05mol，所以根据方程式可知，多硫化钙的物质的量是0.05mol，其浓度是0.05mol÷0.25L＝0.20 mol/L。其中+CaS2O3的物质的量是0.05mol÷2＝0.025mol，所以其质量分数是。

（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+12S2CaSx+CaS2O3+3H2O，因此x＝5。

（4） n(CaO)=50.4/56 =0.3mol     n(S)=96/32 =3mol

则 n[Ca(OH)2 ]: n(S) = 3 : 10  由反应可知：3Ca(OH)2+10S2CaSx+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