Question

20．白色粉末由Na₂S、Na₂SO₃、Na₂S₂O₃、Na₂S0₄和NaCl等物质中的三种混合而成．取一定量A样品投入100mL2.2mol/L盐酸中，充分反应后过滤，最终得到100mLpH=0的溶液，将此滤液蒸干，又得到8.19g纯净物B．
（1）B的化学式为NaCl；
（2）请通过计算推断A中是否含有NaCl？
（3）若反应中还生成V升（标准状况）气体，且该气体不会使品红溶液褪色，则取出的A样品中肯定含有Na₂S（0.04-$\frac{V}{15.8}$）mol（用含V的代数式表示）；
（4）A中各组分的物质的量比不同时，所产生的沉淀的量也不同．上述A样品与盐酸反应可生成沉淀的质量最大值为2.56g．

Answer 1

分析 （1）A样品与盐酸反应，Na₂S、Na₂SO₃、Na₂S₂O₃会反应生成NaCl，由蒸干滤液后一定含有NaCl，最后得到8.19g纯净物B，则说明原样品A中没有Na₂SO₄，B是NaCl；
（2）100 mL 2.2 mol/L的盐酸反应后最终得到100mLpH=0的溶液，则HCl有剩余，则消耗HCl为0.1L×2.2mol/L-0.1L×1.0mol/L=0.12mol，可知生成的NaCl为0.12mol，故生成NaCl的质量=0.12mol×58.5g．mol=7.02 g＜8.19g，可知样品A中必定有NaCl；
（3）反应生成的气体不能使品红溶液褪色，则为H₂S，根据Na₂S+2HCl=2NaCl+H₂S↑计算该反应生成消耗HCl物质的量、Na₂S的物质的量；
由于样品A由三种混合而成，则A组成情况可能为：①A为Na₂S、Na₂SO₃和NaCl混合，②A为Na₂S、Na₂S₂O₃和NaCl混合，计算Na₂S、Na₂SO₃（或Na₂S₂O₃）共同与盐酸反应时应消耗HCl的物质的量，由2Na₂S+Na₂SO₃+6HCl=6NaCl+3S↓+3H₂O，2Na₂S+Na₂S₂O₃+6HCl=6NaCl+4S↓+3H₂O，可知Na₂S～3HCl，进而计算该反应中Na₂S的物质的量；
（4）由钠离子守恒，则Na₂S、Na₂SO₃（或Na₂S₂O₃）的总物质的量为$\frac{0.12mol}{2}$=0.06mol，恰好发生反应：2Na₂S+Na₂S₂O₃+6HCl=6NaCl+4S↓+3H₂O，化合物中S元素全部转化为S单质时得到沉淀量最大．

解答 解：（1）A样品与盐酸反应，Na₂S、Na₂SO₃、Na₂S₂O₃会反应生成NaCl，由蒸干滤液后一定含有NaCl，最后得到8.19g纯净物B，则说明原样品A中没有Na₂SO₄，B是NaCl，
故答案为：NaCl；
（2）100 mL 2.2 mol/L的盐酸反应后最终得到100mLpH=0的溶液，则HCl有剩余，则消耗HCl为0.1L×2.2mol/L-0.1L×1.0mol/L=0.12mol，可知生成的NaCl为0.12mol，故生成NaCl的质量=0.12mol×58.5g．mol=7.02 g＜8.19g，可知样品A中必定有NaCl，
答：A中含有NaCl；
（3）反应生成的气体不能使品红溶液褪色，则为H₂S，
   Na₂S+2HCl=2NaCl+H₂S↑
1 mol    2 mol      22.4 L
n′（Na₂S） n（HCl）    VL
则n′（Na₂S）=$\frac{VL×1mol}{22.4L}$=$\frac{V}{22.4}$mol
n（HCl）=$\frac{VL×2mol}{22.4L}$=$\frac{V}{11.2}$mol
而整个过程实际参加反应的HCl为0.12 mol，
由于样品A由三种混合而成，则A组成情况可能为：①A为Na₂S、Na₂SO₃和NaCl混合，②A为Na₂S、Na₂S₂O₃和NaCl混合，
由2Na₂S+Na₂SO₃+6HCl=6NaCl+3S↓+3H₂O，2Na₂S+Na₂S₂O₃+6HCl=6NaCl+4S↓+3H₂O，可知Na₂S～3HCl，故n″（Na₂S）=$\frac{1}{3}$（0.12-$\frac{V}{11.2}$）mol，
则n（Na₂S）=n′（Na₂S）+n″（Na₂S）=$\frac{V}{22.4}$mol+$\frac{1}{3}$（0.12-$\frac{V}{11.2}$）mol=（0.04-$\frac{V}{15.8}$）mol，
故答案为：（0.04-$\frac{V}{15.8}$）；
（4）由钠离子守恒，则Na₂S、Na₂SO₃（或Na₂S₂O₃）的总物质的量为$\frac{0.12mol}{2}$=0.06mol，恰好发生反应：2Na₂S+Na₂S₂O₃+6HCl=6NaCl+4S↓+3H₂O，化合物中S元素全部转化为S单质时得到沉淀量最大，此时Na₂S、Na₂S₂O₃的物质的之比为2：1，物质的量分别为0.04mol、0.02mol，则生成S为0.08mol，生成S的最大质量为0.08×32g/mol=2.56g，
故答案为：2.56g．

点评 本题考查混合物的计算，关键是明确发生的反应，侧重考查学生的分析计算能力，（3）（4）为易错点、难点，注意计算混合物的总物质的量，题目难度较大．