将一定量混合均匀的铁粉与硫粉在隔绝空气的条件下共热,充分反应后冷却至室温,得到固体A.将质量为m的固

发布时间:2021-02-23 18:32:41

将一定量混合均匀的铁粉与硫粉在隔绝空气的条件下共热,充分反应后冷却至室温,得到固体A.将质量为m的固体A加入到300mL 2mol?L-1盐酸中使之完全溶解.测得室温下加入固体A的质量与收集到气体体积(已换算成标准状况)的关系如图15所示(假设所得氢硫酸溶液饱和前无硫化氢气体逸出).已知加入固体A的质量m≤3.2g时,收集到的气体为氢气;当m>3.2g时,收集到的气体来H2和H2S的混合

网友回答

(1)铁粉与硫粉在隔绝空气条件下共热后所生成的产物可能有以下三种情况:一是FeS和S,二是FeS和Fe,三是FeS.由题意,产物加入到300 mL 2 mol?L-1盐酸中能够完全溶解,可得固体A中不存在单质硫(即排除了第一种情况);由题意,当m>3.2 g时,收集到气体为H2和H2S的混合气,可得出固体A是FeS和Fe的混合物,
故答案为:Fe、FeS;
(2)依据题图可知在固体A的质量m<3.2 g时,收集到的气体只有H2,此前所生成的H2S全部溶于水中,也即当m=3.2 g时,H2S在水中的溶解达到饱和状态,
n(H2)=0.224 L÷22.4 L?mol-1=0.01 mol,
由Fe~H2可知:m(Fe)=0.01 mol×56 g?mol-1=0.56 g
则:m(FeS)=3.2 g-0.56 g=2.64 g
故n(FeS)=2.64 g÷88 g?mol-1=0.03 mol
c(H2S)=0.03 mol÷0.3 L=0.1 mol?L-1
故答案为:n(Fe)=0.01mol、n(FeS)=0.03mol;0.1mol?L-1;
(3)当m=3.2 g时,H2S在水中的溶解达到饱和,反应生成氢气与硫化氢总体积为224mL+0.03mol×22.4L/mol×1000mL/L=896mL,
当m>3.2 g时,因H2S水溶液已经饱和,此时多余的H2S将溢出,由关系式:Fe~H2,FeS~H2S和质量守恒知:固体A和产生气体的物质的量之比为1:1,则mg固体可产生H2和H2S的体积为mg3.2g
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