Question

4．把29.00gFe與S的混合物在密閉條件下加熱充分后冷卻至室溫，再將反應(yīng)的固體溶解于一定濃度的稀硫酸中，已知固體全部溶解，將反應(yīng)后的溶液微熱，確保產(chǎn)生氣體全部溢出后，冷卻稱重，發(fā)現(xiàn)溶液質(zhì)量增加了20.25g，請計算：
（1）原固體中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（用小數(shù)表示，保留3位小數(shù)）．
（2）與酸反應(yīng)后放出氣體在標(biāo)況下的總體積．

Answer 1

分析 （1）由FeS+H₂SO₄=FeSO₄+H₂S↑、Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，可知生成氣體的物質(zhì)的量等于混合物中Fe的物質(zhì)的量，再結(jié)合混合物質(zhì)量計算S的質(zhì)量，并求其質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）據(jù)V=V（H₂S）+V（H₂）=n（H₂S）Vm+n（H₂）Vm計算總體積．

解答 解：（1）設(shè)H₂S和H₂，分別為xmol，ymol，
根據(jù)元素守恒m（Fe）+m（S）=m（Fe）+m（FeS）=29g，
FeS+H₂SO₄=FeSO₄+H₂S↑
88                             1
88x                            x
則：m（FeS）=88x，
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56                          1
56y                        y
則：m（Fe）=56y，故88x+56y=29①，
溶液減少的質(zhì)量即為生成氣體的質(zhì)量，即m（氣體）=29.00g-20.25g=8.75g，則34x+2y=8.75g②，由①②得，x=0.25mol，y=0.125mol，故n（H₂S）=0.25mol，n（H₂）=0.125mol，
故m（FeS）=88g/mol×0.25mol=22g，m（S）=22×$\frac{32}{32+56}×100%$=8g，w（S）=$\frac{8g}{29g}×100%$=27.6%，
答：原固體中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.6%；
（2）V=V（H₂S）+V（H₂）=n（H₂S）Vm+n（H₂）Vm=0.25mol×22.4L/mol+0.125mol×22.4L/mol=8.4L，
答：與酸反應(yīng)后放出氣體在標(biāo)況下的總體積8.4L．

點評 本題考查混合物計算，化學(xué)方程式計算，關(guān)鍵是明確發(fā)生的反應(yīng)，側(cè)重考查學(xué)生的分析計算能力，本題難度中等．