Question

【题目】将一定量混合均匀的铁粉与硫粉在隔绝空气的条件下共热，充分反应后冷却至室温，得到固体A。将质量为m的固体A加入到300 mL 2 mol/L盐酸中使之完全溶解。测得室温下加入固体A的质量与收集到气体体积（已换算成标准状况）的关系如右图所示（假设所得氢硫酸溶液饱和前无硫化氢气体逸出）。已知：

①加入固体A的质量m≤3.2 g时，收集到的气体为H2；

②当m＞3.2 g时，收集到的气体为H2和H2S的混合气体。

⑴3.2 g固体A中所含的物质有______________。

⑵3.2 g固体A中各物质的物质的量分别为______________，溶于上述盐酸充分反应后，所得溶液中氢硫酸的物质的量浓度为______________（忽略溶液体积的变化）。

⑶当固体A全部溶于上述盐酸，且A的质量m＞3.2 g时，收集到的气体体积（标准状况下）V＝______________mL（用含m的代数式表示）。

Answer 1

【答案】Fe、FeS n(Fe)＝0.01 mol，n(FeS)＝0.03 mol c(H2S)＝0.1 mol/L V＝(280m－672)mL

【解析】

⑴固体A的组成有3种情况：①只有FeS，②Fe过量、有FeS和Fe，③S过量、有FeS和S。由题意可知，固体A加入到盐酸中可完全溶解，则排除S过量。再由已知可知，固体A与盐酸反应同时生成了H2和H2S，所以固体A的组成为Fe和FeS。答案为Fe、FeS。

⑵当m＝3.2 g时，无H2S放出，此时H2S刚好形成饱和溶液。

n(Fe)＝n(H2)＝=0.01 mol，根据质量守恒：n(FeS)＝＝0.03 mol；c(H2S)＝＝0.1 mol/L。

答案为n(Fe)＝0.01 mol，n(FeS)＝0.03 mol，c(H2S)＝0.1 mol/L。

⑶利用到的主要关系式为：Fe～H2↑、FeS～H2S↑均为1：1。因为在3.2 g固体A中含Fe和FeS共0.04 mol，产生H2和H2S共0.04 mol，其中0.03mol H2S全部溶解在水中。

则m g固体A中含有Fe和FeS共×0.04mol，

所以收集到的气体体积V＝(×0.04mol－0.03mol)×22.4L/mol×103mL/L＝(280m－672)mL。答案为V＝(280m－672)mL。