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

【答案】

（1）15.78   （2）2 mol ~ 4 mol   （3）y =  

（4）n(Na₂SO₃)=0.10 mol 、 n(Na₂SO₄)=0.05 mol

【解析】（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）