Question

【题目】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，反应方程式如下：Na2SO4+4C →Na2S+ 4CO，Na2SO4+4CO→Na2S+4CO2

（1）现有无水芒硝17.75g，若生成过程中无水芒硝的利用率为80%，则理论上可得到Na2S_____g，最多生成标况下的CO_____L。

（2）若在反应过程中生成的Na2S3mol，则消耗的碳单质的物质的量 n的范围是____mol≤n≤___mol，若生成等物质的量CO和CO2，则消耗的碳的物质的量为____mol。

（3）Na2S放置在空气中，会被缓慢氧化成Na2SO4及 Na2SO3，现称取已经部分氧化的硫化钠样品78.40g溶于水中，加入足量盐酸，充分反应后过滤得沉淀19.20g，放出H2S气体2.24L（标准状况）。请计算：78.40g样品中各氧化产物的物质的量(写出必要的计算过程)。_____

Answer 1

【答案】7.8g 8.96L 6mol≤n≤12mol 8 Na2SO3有0.2mol Na2SO40.1mol

【解析】

(1)无水芒硝17.75g 的物质的量=17.75g÷142g· mol-1=0.125mol,若生成过程中无水芒硝的利用率为80%,根据硫元素守恒可以知道,则理论上可得到Na2S的质量是0.125mol=7.8g,根据反应方程式: Na2SO4+4C=Na2S+4CO,最多生成一氧化碳物质的量是0.125mol4=0.4mol,体积是8.96L,因此，本题正确答案是:7.8；8.96；

(2)若生成的气体为CO,消耗的碳的物质的量最多,由Na2SO4+4C=Na2S+4CO可以知道,生成3molNa2S需要碳的物质的量为3mol4=12mol ,若生成的气体为CO2,反应方程式为Na2SO4+2C=Na2S+4CO2，消耗的碳的物质的量最少，根据电子转移守恒可知消耗碳为3mol2=6mol,生成3molNa2S需要碳的物质的量为6mol ,故消耗的碳单质的物质的量n的范围是6moln12mol;

若生成等物质的量CO和CO2,令各自物质的量为ymol,根据电子注意守恒,则2y+4y=3[6-(-2)],计算得出y=4,根据碳原子守恒可以知道,需要碳的物质的量为4m0l+4mol=8mol,

因此，本题正确答案是: 6moln12mol；8;

（3）由硫化钠和盐酸生成氯化钠，单质硫和水，其反应方程式为：2Na2S+ Na2SO3+6HCl= 6NaCl+3S+3H2O，所以沉淀为S，其质量为19.20g，物质的量为0.6mol,由方程式可以知道,参加该反应的Na2S为0.6mol=0.4mol, Na2SO3的物质的量为0.6mol=0.2mol, 2.24LH2S气体的物质的量为0.1mol,根据反应2HCl+Na2S = 2NaCl+ H2S可以知道,参加该反应的Na2S的物质的量为0.1mol,故样品中Na2SO4的质量为78.40g-0.2mol126g/mol-(0.4mol+0.1mol)78g/mol=14.2g,故Na2SO4的物质的量为14.2g÷142g·mol-1=0.1mol,故78.40g样品中氧化产物:Na2SO3为0.2mol, Na2SO4为0.1mol。

答案：Na2SO3有0.2mol，Na2SO40.1mol。