Question

硫化氫(H₂S)是一種有毒氣體，其密度比空氣的密度大，且能溶于水形成氫硫酸。實驗室通常用塊狀固體硫化亞鐵(FeS)和稀硫酸混合，在常溫下通過發生復分解反應制得硫化氫氣體。試完成下列問題。

(1)實驗室制取硫化氫的化學方程式____________________________________。

(2)根據裝置圖完成下列問題。

①制取硫化氫氣體的發生裝置可以選用_____________。

②若用C裝置收集硫化氫氣體，進氣口應為_____________，原因是___________________。

③為了驗證硫化氫的水溶液呈酸性，可以將氣體通入裝置D，D中所盛的試劑應該是_____________，現象是_______________________。

④做上述實驗時，為了防止多余的硫化氫逸出污染環境，可以將其通入裝置E吸收，E中漏斗的作用為____________________________。

⑤整套裝置的連接口連接順序為(填寫a、b、c等符號)____________________。

(3)現用8.8 g FeS固體與200 mL 2.0 mol·L^-1的鹽酸，來制備H₂S氣體。反應完全后，若溶液中H₂S的濃度為0.1 mol·L^-1，(假定溶液體積不變，不考慮H₂S在溶液中的電離)試計算：

①收集到的H₂S氣體的體積(標準狀況)。

②溶液中Fe²⁺和H⁺的物質的量濃度。

Answer 1

解析：(1)(2)略。(3)①由FeS+2H⁺Fe²⁺+H₂S↑，可知HCl過量，應以FeS的量計算。

    共生成H₂S為0.10 mol。在溶液中溶解的H₂S為：n(H₂S)=0.10 mol·L^-1×0.20 L=0.020 mol，所以收集到的H₂S體積為V(H₂S)=22.4 L·mol^-1×(0.10-0.020) mol≈1.8 L。

②生成Fe²⁺為0.10 mol，濃度為：=0.50 mol·L^-1，消耗H⁺ 0.20 mol，反應前n(H⁺)=2.0 L×0.20 mol·L^-1=0.40 mol，故c(H⁺)==1.0 mol·L^-1。

答案：(1)FeS+H₂SO₄FeSO₄+H₂S↑

(2)①B  ②b  H₂S的密度大于空氣的密度  ③紫色石蕊試液  溶液變紅  ④防止燒杯里的液體倒吸  ⑤dbaefh

(3)①1.8 L  ②c(Fe²⁺)=0.50 mol·L^-1  c(H⁺)=1.0 mol·L^-1