题目内容

多硫化钙[CaSx( x≤5)]、硫代硫酸钙组成的混合物称为石硫合剂,它是一种很好的植物杀虫剂,是由硫磺跟石灰、水等反应所得.不同比例的硫磺跟石灰在水溶液中反应,可生成不同的多硫化钙与硫代硫酸钙.
3Ca(OH)2+8S
2CaS3+CaS2O3+3H2O;3Ca(OH)2+6S
2CaS2+CaS2O3+3H2O
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,则该Na2Sx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/cm3)通入足量CO2使其快速分解.原理如下:Sx2-+2H2O+2CO2→(x-1)S↓+H2S↑+2HCO3-;S2O32-+H2O+CO2→HSO3-+HCO3-+S↓
完全反应后共收集到气体1.12升(标准状况)(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
 
(写出推理过程).
考点:有关混合物反应的计算,化学方程式的有关计算
专题:计算题
分析:(1)计算钠元素质量分数,再根据n=
m
M
计算Na、S原子数目之比,进而确定x的值;
(2)生成的气体为H2S,计算H2S的物质的量,根据方程式计算多硫化钙的物质的量,再根据c=
n
V
计算多硫化钙的物质的量浓度;
由方程式可知CaS2O3的物质的量是多硫化钙的
1
2
,再根据m=nM计算其质量,根据m=ρV计算石硫合剂的走过来,进而计算CaS2O3的质量分数;
(3)根据元素守恒,结合n=
m
M
可知氢氧化钙和硫磺的物质的量之比1:4,反应方程式为:3Ca(OH)2+12S
2CaSx+CaS2O3+3H2O,据此解答;
(4)n(CaO)=
50.4g
56g/mol
=0.9mol,n(S)=
96g
32g/mol
=3mol,则 n[Ca(OH)2]:n(S)=0.9mol:3mol=3:10,由反应可知:3Ca(OH)2+10S
2CaSx+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,根据平均S原子数目,利用十字交叉法计算二者物质的量之比.
解答: 解:(1)硫元素的质量分数为0.736,则钠元素的质量分数为1-0.736=0.264,所以钠原子和硫原子的个数之比是
0.264
23
0.726
32
=
1
2
,所以x=2×2=4,故答案为:4;
(2)硫化氢为
11.2L
22.4L/mol
=0.05mol,所以根据方程式:Sx2-+2H2O+2CO2→(x-1)S↓+H2S↑+2HCO3-,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;
由3Ca(OH)2+8S
2CaS3+CaS2O3+3H2O;3Ca(OH)2+6S
2CaS2+CaS2O3+3H2O,可知CaS2O3的物质的量是0.05mol÷2=0.025mol,所以其质量分数是
0.025mol×152g/mol
250mL×1.12g/mL
=0.014,
故答案为:0.20mol/L;0.014;
(3)生石灰、硫磺的质量比7:16,则物质的量之比是
7
56
16
32
=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+12S
2CaSx+CaS2O3+3H2O,多硫化钙与硫代硫酸钙的物质的量之比是2:1,根据S原子守恒则x=5,多硫化钙的化学式是CaS5
故答案为:2:1;CaS5
(4)n(CaO)=
50.4g
56g/mol
=0.9mol,n(S)=
96g
32g/mol
=3mol,则 n[Ca(OH)2]:n(S)=0.9mol:3mol=3:10,由反应可知:3Ca(OH)2+10S
2CaSx+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
可知,n(CaS2):n(CaS5)=1:2;
可知,n(CaS3):n(CaS5)=1:1,
故答案为:n(CaS2):n(CaS5)=1:2或者n(CaS3):n(CaS5)=1:1.
点评:本题考查混合物有关计算,侧重考查学生分析计算难度,关键是对化学方程式的理解与书写,题目计算量大,难度较大.
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