Question

1886年，德国夫赖堡（Frieberg）矿业学院的一位教授在分析夫赖堡附近发现的一种新矿石（以X表示，X为整比化合物）的时候，发现其中有一种当时未知的新元素（以Y表示，在X中Y的化合价为+4），并通过实验验证了自己的推断。经分析，X中含有银元素（化合价为+1）和硫元素（化合价为-2），其中Ag的质量分数为76．53%。在氢气流中加热X，可得到Ag₂S、H₂S和Y的低价硫化物（Y的化合价为+2）。如果在200℃和100kPa条件下完全转化16．0g的X需要0．557L的氢气。根据上面的描述：
（1）计算Y的摩尔质量并指出Y在元素周期表中的位置
（2）写出X的化学式
（3）写出氢气和X反应的化学方程式

Answer 1

（1）M(Y)="73" g· mol^－1 第四周期ⅣA族
（2）X：Ag₈GeS₆ （3）Ag₈GeS₆＋H₂4Ag₂S＋GeS＋H₂S

解析试题分析：（1）设X的化学式为Ag_2aY_bS_a＋2b （或a Ag₂S·bYS₂）
216a/M(X)=0.7653    M(X)=216a/0.7653   1分
参加反应的H₂的物质的量是n(H₂)＝100×0．557/473×8．31＝0．01417mol（1分）
Ag_2aY_bS_a＋2b  ＋  bH₂＝aAg₂S＋bYS＋bH₂S（1分）
216a/0.7653           b
16.0            0.01417
a/b＝4.00，因X是整比化合物，a、b都是正整数，得a＝4，b＝1，
M(Y)="73" g· mol^－1（2分）  
查元素周期表可得Y为Ge元素，它的位置是第四周期ⅣA族（1分）
（2）X：Ag₈GeS₆（2分）
（3）Ag₈GeS₆＋H₂4Ag₂S＋GeS＋H₂S（2分）
考点：元素周期表和摩尔质量的计算。