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 1

考点：有关范围讨论题的计算,化学方程式的有关计算

专题：

分析：（1）依据浓硫酸的质量分数为98%得知，每100g浓硫酸中含有硫酸98g，含有水2g，依据n=

m

M

分别计算出硫酸的物质的量与水的物质的量，然后把硫酸定为1，a可求；
（2）依据反应：H₂S+H₂SO₄（浓）→S↓+SO₂↑+2H₂O与S+2H₂SO₄（浓）

△

 3SO₂↑+2H₂O，利用极限法计算即可；
（3）依据化学反应方程式，利用元素守恒讨论计算即可．

解答： 解：（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：

98g

98g/mol

=1mol，含有水2g，物质的量为：

2g

18g/mol

=

1

9

mol，故a=

1

9

，若要把该浓硫酸转化为H₂SO₄?H₂O，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，故答案为：

1

9

；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，故答案为：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，
（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=

33

340

mol，b=

1

170

mol，故Na₂S的质量m=nM=

33

340

mol×78g/mol=7.6g，NaHS的质量m=nM=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，
答：白色固体的可能成分及每种成分的质量为NaOH、4g，Na₂S、3.9 g 或 Na₂S、7.6 g，NaHS、0.3 g．

点评：本题主要考查的是溶质有关质量分数的计算、二元酸与碱反应的过量问题讨论，难度较大．