Question

多硫化鈣[CaS_x（ x≤5）]、硫代硫酸鈣組成的混合物稱為石硫合劑，它是一種很好的植物殺蟲劑，是由硫磺跟石灰、水等反應(yīng)所得．不同比例的硫磺跟石灰在水溶液中反應(yīng)，可生成不同的多硫化鈣與硫代硫酸鈣．
3Ca（OH）₂+8S

△

2CaS₃+CaS₂O₃+3H₂O；3Ca（OH）₂+6S

△

2CaS₂+CaS₂O₃+3H₂O
完成下列計(jì)算：
（1）硫磺溶解在硫化鈉溶液中生成一種多硫化物，該多硫化物中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.736，則該Na₂S_x中x=

 

．
（2）取某石硫合劑（假如只含兩種含硫化合物）250mL（密度為1.12g/cm³）通入足量CO₂使其快速分解．原理如下：S_x^2-+2H₂O+2CO₂→（x-1）S↓+H₂S↑+2HCO₃^-；S₂O₃^2-+H₂O+CO₂→HSO₃^-+HCO₃^-+S↓
完全反應(yīng)后共收集到氣體1.12升（標(biāo)準(zhǔn)狀況）（忽略氣體在溶液中的溶解），則該石硫合劑中多硫化鈣的物質(zhì)的量濃度為

 

；硫代硫酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．（答案用小數(shù)表示，保留2位有效數(shù)字）
（3）如果把生石灰、硫磺和水按質(zhì)量比7：16：70的配比完全反應(yīng)后，只生成兩種含硫的化合物，則該石硫合劑中多硫化鈣與硫代硫酸鈣的物質(zhì)的量之比是

 

；多硫化鈣的化學(xué)式是

 

．
（4）現(xiàn)有生石灰50.4g、硫磺96g、水504g恰好完全反應(yīng)生成三種多硫化鈣，除生成CaS₄之外還有二種多硫化鈣．請推算這二種多硫化鈣可能的物質(zhì)的量之比

 

（寫出推理過程）．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算,化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）計(jì)算鈉元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，再根據(jù)n=

m

M

計(jì)算Na、S原子數(shù)目之比，進(jìn)而確定x的值；
（2）生成的氣體為H₂S，計(jì)算H₂S的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式計(jì)算多硫化鈣的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=

n

V

計(jì)算多硫化鈣的物質(zhì)的量濃度；
由方程式可知CaS₂O₃的物質(zhì)的量是多硫化鈣的

1

2

，再根據(jù)m=nM計(jì)算其質(zhì)量，根據(jù)m=ρV計(jì)算石硫合劑的走過來，進(jìn)而計(jì)算CaS₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）根據(jù)元素守恒，結(jié)合n=

m

M

可知?dú)溲趸�鈣和硫磺的物質(zhì)的量之比1：4，反應(yīng)方程式為：3Ca（OH）₂+12S

△

2CaS_x+CaS₂O₃+3H₂O，據(jù)此解答；
（4）n（CaO）=

50.4g

56g/mol

=0.9mol，n（S）=

96g

32g/mol

=3mol，則 n[Ca（OH）₂]：n（S）=0.9mol：3mol=3：10，由反應(yīng)可知：3Ca（OH）₂+10S

△

2CaS_x+CaS₂O₃+3H₂O，解之得：x=4，即多硫化物中硫原子的平均值為4，故另兩種多硫化物可能為：CaS₂與CaS₅或CaS₃與CaS₅，根據(jù)平均S原子數(shù)目，利用十字交叉法計(jì)算二者物質(zhì)的量之比．

解答： 解：（1）硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.736，則鈉元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-0.736=0.264，所以鈉原子和硫原子的個(gè)數(shù)之比是

0.264 23

0.726 32

=

1

2

，所以x=2×2=4，故答案為：4；
（2）硫化氫為

11.2L

22.4L/mol

=0.05mol，所以根據(jù)方程式：S_x^2-+2H₂O+2CO₂→（x-1）S↓+H₂S↑+2HCO₃^-，可知多硫化鈣的物質(zhì)的量是0.05mol，其濃度是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的物質(zhì)的量是0.05mol÷2=0.025mol，所以其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

0.025mol×152g/mol

250mL×1.12g/mL

=0.014，
故答案為：0.20mol/L；0.014；
（3）生石灰、硫磺的質(zhì)量比7：16，則物質(zhì)的量之比是

7

56

：

16

32

=1：4，即氫氧化鈣和硫磺的物質(zhì)的量之比是1：4，所以方程式為：3Ca（OH）₂+12S

△

2CaS_x+CaS₂O₃+3H₂O，多硫化鈣與硫代硫酸鈣的物質(zhì)的量之比是2：1，根據(jù)S原子守恒則x=5，多硫化鈣的化學(xué)式是CaS₅，
故答案為：2：1；CaS₅；
（4）n（CaO）=

50.4g

56g/mol

=0.9mol，n（S）=

96g

32g/mol

=3mol，則 n[Ca（OH）₂]：n（S）=0.9mol：3mol=3：10，由反應(yīng)可知：3Ca（OH）₂+10S

△

2CaS_x+CaS₂O₃+3H₂O，解之得：x=4，即多硫化物中硫原子的平均值為4，故另兩種多硫化物可能為：CaS₂與CaS₅或CaS₃與CaS₅，
由可知，n（CaS₂）：n（CaS₅）=1：2；
由可知，n（CaS₃）：n（CaS₅）=1：1，
故答案為：n（CaS₂）：n（CaS₅）=1：2或者n（CaS₃）：n（CaS₅）=1：1．

點(diǎn)評：本題考查混合物有關(guān)計(jì)算，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算難度，關(guān)鍵是對化學(xué)方程式的理解與書寫，題目計(jì)算量大，難度較大．