铁粉和硫粉在隔绝空气条件下充分加热可化合.所得产物硫化亚铁还能与酸作用．(1)将8.8g 硫化亚铁固体置于200mL 2.0mol/L的盐酸中.以制备H2S气体．反应完全后.溶液中H2S的浓度为0.10mol/L．试计算在标准状况下.可收集到H2S气体的体积是多少L．(2)将29g混合均匀的铁粉和硫粉置于密闭容器中加热.充分反应后冷却至室温.再跟足量稀盐酸� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

8．铁粉和硫粉在隔绝空气条件下充分加热可化合，所得产物硫化亚铁还能与酸作用．
（1）将8.8g 硫化亚铁固体置于200mL 2.0mol/L的盐酸中，以制备H₂S气体．反应完全后，溶液中H₂S的浓度为0.10mol/L（假定溶液体积不变）．试计算在标准状况下，可收集到H₂S气体的体积是多少L．
（2）将29g混合均匀的铁粉和硫粉置于密闭容器中加热，充分反应后冷却至室温，再跟足量稀盐酸反应，产生气体在标准状况下为8.4L，则混合物中铁和硫的物质的量之比为3：2．若使上述气体充分燃烧，可消耗标准状况下氧气的体积为9.8L．
（3）将ag铁粉和b g硫粉混合均匀，在隔绝空气条件下充分加热，然后往反应后的固体混合物中加入足量稀硫酸．若使产生的气体充分燃烧，消耗标准状况下空气的体积为VL（空气中O₂的体积分数为0.20）．请通过计算分析V的取值范围．

分析（1）发生反应：FeS+2HCl=FeCl₂+H₂S↑，进行过量计算，根据不足量的物质计算生成H₂S物质的量，减去溶液中溶解的硫化氢即为收集的硫化氢，进而计算收集硫化氢的体积；
（2）由FeS+2HCl=FeCl₂+H₂S↑、Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，可知生成气体的物质的量等于混合物中Fe的物质的量，再结合混合物质量计算S的物质的量；
根据方程式确定生成气体组成及物质的量，气体燃烧生成SO₂与H₂O，根据氧原子守恒计算消耗氧气体积；
（3）混合物加热时，发生反应：Fe+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeS，向反应后的固体混合物中加入稀硫酸，发生反应：FeS+H₂SO₄=FeSO₄+H₂S↑，若混合物中Fe有剩余，则还发生反应：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，由方程式可知得到气体物质的量等于Fe的物质的量，生成的气体燃烧时，发生反应：2H₂S+3O₂=2H₂O+2SO₂，2H₂+O₂=2H₂O，由方程式可知，气体只有H₂S时，消耗氧气最多，气体只有H₂时，消耗氧气达极小值．

解答解：（1）8.8g FeS的物质的量为$\frac{8.8g}{88g/mol}$=0.1mol，HCl物质的量为0.2L×2mol/L=0.4mol，由FeS+2HCl=FeCl₂+H₂S↑，可知FeS不足，故生成硫化氢共0.1mol，溶液中溶解硫化氢为0.2L×0.1mol/L=0.02mol，故收集硫化氢的体积为（0.1-0.02）mol×22.4L/mol=1.792L，
答：收集硫化氢的体积为1.792L．
（2）由FeS+2HCl=FeCl₂+H₂S↑、Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，可知生成气体的物质的量等于混合物中Fe的物质的量，则n（Fe）=n（气体）=$\frac{8.4L}{22.4L/mol}$=0.375mol，则S的物质的量为（29g-0.375mol×56g/mol÷32g/mol=0.25mol，则Fe、S物质的量之比为0.375mol：0.25mol=3：2；
混合物加热时，发生反应：Fe+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeS，可知Fe过量，故生成的气体为H₂S、H₂，其中H₂S为0.25mol，氢气为0.375mol-0.25mol=0.125mol，气体燃烧生成SO₂与H₂O，根据氧原子守恒，2n（O₂）=2n（SO₂）+n（H₂O）=2×0.25mol+（0.25+0.125）mol=0.875mol，则n（O₂）=0.4375mol，故消耗氧气体积为0.4375mol×22.4L/mol=9.8L，
故答案为：3：2；9.8；
（3）混合物加热时，发生反应：Fe+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeS，向反应后的固体混合物中加入稀硫酸，发生反应：FeS+H₂SO₄=FeSO₄+H₂S↑，若混合物中Fe有剩余，则还发生反应：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，由方程式可知得到气体物质的量等于Fe的物质的量，即生成气体$\frac{ag}{56g/mol}$=$\frac{a}{56}$mol，标况下气体体积为$\frac{a}{56}$mol×22.4L/mol=0.4aL．
生成的气体燃烧时，发生反应：2H₂S+3O₂=2H₂O+2SO₂，2H₂+O₂=2H₂O，由方程式可知，气体只有H₂S时，消耗氧气最多，消耗氧气体积最大为0.4a L×$\frac{3}{2}$=0.6a L，则消耗空气体积最大为0.6a L÷0.2=1.2a L；
气体只有H₂时，消耗氧气达极小值，可知氧气极小值为0.4a L×$\frac{1}{2}$=0.2a L，则消耗空气体积极小值为0.2a L÷0.2=a L，
故V的取值范围为：a＜V≤1.2a，
答：V的取值范围为a＜V≤1.2a．

点评本题考查混合物计算、化学方程式计算，关键是明确发生的反应，侧重考查学生的分析计算能力，（3）中利用极端法进行分析解答，使问题化难为易，化繁为简，难度中等．

	A．	NH₄⁺、Cu²⁺、SO₄^2-、NO₃^-		B．	Mg²⁺、Fe²⁺、NO₃^-、I^-
	C．	K⁺、Na⁺、Al³⁺、SO₄^2-		D．	K⁺、Na⁺、SO₃^2-、S^2-

	A．	弱电解质：溶液的导电能力弱		B．	共价化合物：含有共价键
	C．	离子化合物：含有离子键		D．	金属晶体：能够导电

	A．	该物质为离子晶体
	B．	该物质可用通过C₆₀吸附N₂而制得
	C．	C（N₃）₄中碳元素为正价
	D．	18g该物质完全分解可以产生13.44升（标准状况）氮气

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