Question

（本题共10分）
硫化钠是用于皮革鞣制的重要化学试剂，可用无水芒硝（Na₂SO₄）与炭粉在高温下反应而制得，反应式如下：Na₂SO₄+ 4CNa₂S+4CO↑   ② Na₂SO₄+4CONa₂S+4CO₂
（1）现要制取Na₂S 7.80 g，若生产过程中无水芒硝（Na₂SO₄）的利用率为90%，则理论上需要无水芒硝（Na₂SO₄）            g（精确到0.01）；
（2）若在反应中生成的Na₂S物质的量为1 mol，则消耗的碳单质的物质的量n的范围是
           ≤ n ≤           ；
（3）若在上述反应中消耗的碳单质为1 mol，生成Na₂S的物质的量为y mol，生成的CO和CO₂的物质的量之比为x，则y与x的关系式为y=           ；
（4）Na₂S放置在空气中，会被缓慢氧化成Na₂SO₃及Na₂SO₄，现称取已经部分氧化的硫化钠样品39.20 g溶于水中，加入足量盐酸，充分反应后过滤得沉淀9.6 g，放出H₂S气体1.12 L（标准状况）。请计算：39.20 g样品中各氧化产物的物质的量（不考虑气体在水中的溶解）。

Answer 1

（1）15.78  （2）2 mol ~ 4 mol  （3）y =  
（4）n(Na₂SO₃)="0.10" mol 、n(Na₂SO₄)="0.05" mol

（1）根据硫原子守恒可知，，解得m＝15.78g。
（2）由反应①和②可得反应③：Na₂SO₄+ 2CNa₂S + 2CO₂↑
根据反应①和反应③，由极值法得：消耗的碳单质的物质的量范围n的范围是：2 mol ~ 4 mol。（2分）
（3）根据反应①：      Na₂SO₄+   4C  Na₂S +   4CO
ax mol     ax/4 mol   ax mol
根据反应③：       Na₂SO₄+   2C   Na₂S  +  2CO₂
a mol      a/2 mol     a mol
根据题意得：   a mol + ax mol ="1" mol
a/2mol + ax/4  mol =" y" mol
解得：y =（2分）
（4）2Na₂S+ Na₂SO₃+3 H₂SO₄="3" Na₂SO₄+ 3S↓+3H₂O
Na₂S+ H₂SO₄= Na₂SO₄+H₂S
根据以上两个反应结合题中条件可求得： 39.20 g样品中有
Na₂SO₃： 0.10 mol   Na₂S：  0.250mol   
再应用质量守恒得：Na₂SO₄：0.05 mol
39.20 g样品中氧化产物：n(Na₂SO₃)="0.10" mol （2分）n(Na₂SO₄)="0.05" mol（2分）