Question

硫化氢与浓硫酸发生如下反应：H₂S+H₂SO₄(浓)→S↓+SO₂↑+2H₂O加热条件下，单质硫与浓硫酸又会发生如下反应：S+2H₂SO₄(浓) 3SO₂↑+2H₂O

计算：

(1)若98%浓硫酸可表示为H₂SO₄•aH₂O，则a=__；若要把该浓硫酸转化为H₂SO₄•H₂O，则98%浓硫酸与加入水的质量比为_____。

(2)一定条件下，将0.1mol H₂S气体通入足量浓硫酸中，生成b mol SO₂，则 b的取值范围是_______。

(3)在50mL、4.0mol/L的NaOH溶液中，通入H₂S气体并充分反应，然后，小心蒸发，得到不含结晶水的白色固体．通入H₂S的物质的量为x mol，生成的白色固体的质量为7.9g，通过计算确定白色固体的可能成分及每种成分的质量(结果保留一位小数)_______。

Answer

25：4 0.1≤b≤0.4 NaOH、4g，Na2S、3.9 g 或 Na2S、7.6 g，NaHS、0.3 g

【解析】

（1）根据硫酸、水的物质的量比计算；

(2)利用“极限法”计算b值；

(3) NaOH溶液通入硫化氢气体，反应后的物质可能有可能是NaOH和Na2S或Na2S和NaHS或者只有NaHS或者只有Na2S，利用讨论法计算分析。

（1）浓硫酸的质量分数为98%，故每100g浓硫酸中含有硫酸98g，物质的量为：=1mol，含有水2g，物质的量为：=mol，故a=，若要把该浓硫酸转化为H2SO4•H2O，则硫酸和水的物质的量比1:1，则需要加入水为18﹣2=16g，故浓硫酸与加入水的质量比为：100：16=25：4；

（2）H2S+H2SO4（浓）→S↓+SO2↑+2H2O①与S+2H2SO4（浓） 3SO2↑+2H2O②，若只发生反应①，那么生成的二氧化硫的物质的量等于加入硫化氢的物质的量，为0.1mol；

若反应①中生成的S单质继续发生反应②，那么生成二氧化硫物质的量为0.4mol，故b的范围是：0.1≤b≤0.4；

（3）50mL 4.0mol/L的NaOH的物质的量为：0.05×4=0.2mol，由于硫化氢被完全吸收，而且氢氧化钠也全部反应，故所得的固体物质可能是NaOH和Na2S或Na2S和NaHS或者只有NaHS或者只有只有Na2S；

（Ⅰ）设所得的固体产物中NaOH为amol，Na2S为bmol，根据钠原子的守恒可有：a+2b=0.2mol ①，40a+78b=7.9g ②，解得a=0.1mol，b=0.05mol，故NaOH的质量m=nM=0.1mol×40g/mol=4g，Na2S的质量m=nM=0.05mol×78g/mol=3.9g；

（Ⅱ）设所得的固体产物中Na2S为amol，NaHS为bmol，根据钠原子的守恒可有：2a+b=0.2mol ①，78a+56b=7.9g ②，解得a=mol，b=mol，故Na2S的质量m=nM=mol×78g/mol=7.6g，NaHS的质量m= 7.9g﹣7.6g=0.3g；

（Ⅲ）设所得的固体产物仅有NaHS，那么NaHS为0.2mol，质量应为：0.2mol×56g/mol=11.2g，不符合题意，故无此情况，

（Ⅲ）设所得的固体产物仅有Na2S，那么Na2S为0.1mol，质量应为：0.1mol×78g/mol=7.8g，不符合题意，故无此情况。