Question

3．無機鹽X在醫藥、化工、農業等領域都有廣泛用途，工業上一般通過單質甲與Ca（OH）₂濁液共熱的方法來制備．經測定，X中含有兩種元素，相對質量為168；取8.40gX與足量鹽酸反應，產物中有0.15mol單質甲和1.12L氣體乙（已折算成標準狀況）．已知氣體乙在標準狀況下的密度約為1.52g•L^-1，在O₂中燃燒得到無色、刺激性氣味氣體丙，丙是一種常見的大氣污染物．請回答下列問題：
（1）X的化學式為CaS₄，乙的電子式為．
（2）X與足量鹽酸反應的化學方程式為CaS₄+2HCl=CaCl₂+3S↓+H₂S↑．
（3）氣體丙與碘水反應的離子方程式為SO₂+I₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-．
（4）Ca（OH）₂濁液與甲共熱是否只生成X和水？并說明理由否，根據氧化還原反應規律，產物中氯元素的價態不可能只降低不升高．
（5）實驗室用過量NaOH溶液吸收丙時，生成產物丁，丁中可能混有組成元素完全相同的另一種鹽戊，輕設計實驗方案驗證戊是否存在？取少量實驗結束后的溶液少許于試管中，先加入足量鹽酸酸化，再滴加幾滴BaCl₂溶液，若出現白色沉淀，證明存在Na₂SO₄，反之則無．

Answer 1

分析 氣體乙在標準狀況下的密度約為1.52g•L^-1，Mr（乙）=22.4×1.52=34，在O₂中燃燒得到無色、刺激性氣味氣體丙，丙是一種常見的大氣污染物，可推知乙為H₂S、丙為SO₂，由元素守恒可知單質甲為S，X中含有兩種元素，為Ca、S兩種元素，其相對質量為168，8.40gX的物質的量為$\frac{8.4g}{168g/mol}$=0.05mol，與足量鹽酸反應得到0.15molS，得到硫化氫為$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，則1molX含有S原子為4mol，含有Ca原子為$\frac{168-32×4}{40}$mol=1mol，故X的化學式為CaS₄，據此解答．

解答 解：氣體乙在標準狀況下的密度約為1.52g•L^-1，Mr（乙）=22.4×1.52=34，在O₂中燃燒得到無色、刺激性氣味氣體丙，丙是一種常見的大氣污染物，可推知乙為H₂S、丙為SO₂，由元素守恒可知單質甲為S，X中含有兩種元素，為Ca、S兩種元素，其相對質量為168，8.40gX的物質的量為$\frac{8.4g}{168g/mol}$=0.05mol，與足量鹽酸反應得到0.15molS，得到硫化氫為$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，則1molX含有S原子為4mol，含有Ca原子為$\frac{168-32×4}{40}$mol=1mol，故X的化學式為CaS₄．
（1）X的化學式為CaS₄，乙為H₂S，電子式為，
故答案為：CaS₄；；
（2）CaS₄與足量鹽酸反應生成CaCl₂、S、H₂S，且S、H₂S的物質的量之比為3：1，反應的化學方程式為：CaS₄+2HCl=CaCl₂+3S↓+H₂S↑，
故答案為：CaS₄+2HCl=CaCl₂+3S↓+H₂S↑；
（3）丙為SO₂，與碘水反應生成HI與硫酸，反應的離子方程式為：SO₂+I₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-，
故答案為：SO₂+I₂+2H₂O=4H⁺+2I^-+SO₄^2-；
（4）根據氧化還原反應規律，產物中氯元素的價態不可能只降低不升高，故Ca（OH）₂濁液與S共熱是否只生成CaS₄和水，
故答案為：否，根據氧化還原反應規律，產物中氯元素的價態不可能只降低不升高；
（5）實驗室用過量NaOH溶液吸收SO₂時，生成產物為Na₂SO₃，由于Na₂SO₃易被氧化為Na₂SO₄，即丁中可能混有的鹽戊為Na₂SO₄，檢驗其存在的方法為：取少量實驗結束后的溶液少許于試管中，先加入足量鹽酸酸化，再滴加幾滴BaCl₂溶液，若出現白色沉淀，證明存在Na₂SO₄，反之則無，
故答案為：取少量實驗結束后的溶液少許于試管中，先加入足量鹽酸酸化，再滴加幾滴BaCl₂溶液，若出現白色沉淀，證明存在Na₂SO₄，反之則無．

點評 本題考查無機物推斷，屬于計算型推斷，是對學生綜合能力的考查，需要學生熟練掌握元素化合物知識，較好的考查學生分析計算、推理能力，難度中等．