Question

3．（1）工业上用无水硫酸钠生产硫化钠的流程如下：
①煅烧时产生两种气体的体积相等，则该反应的化学方程式为3Na₂SO₄+8C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Na₂S+4CO₂↑+4CO↑，欲除去CO中的CO₂可用试剂灼热的碳粉；
②用碱液浸取与用水浸取相比的优点是碱液能抑制Na₂S的水解．
（2）已知常温下，CuS、Cu（OH）₂的K_sp分别为8.8×10^-36、2.2×10^-20．现将Na₂S晶体（含少量NaOH）加入CuSO₄溶液中、充分搅拌，测得溶液的pH=4，则此时溶液中c（S^2-）=4.0×10^-36mol•L^-1．
（3）物质的量浓度相等的Na₂S和NaOH混合溶液中各离子浓度的大小关系为c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（S^2-）＞c（HS^-）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）①无水硫酸钠在高温下与C反应生成硫化钠、CO和二氧化碳；高温下，二氧化碳与C反应生成CO；
②硫化钠在溶液中水解显碱性，根据影响水解的因素分析；
（2）溶液中c（OH^-）=10^-10mol/L，代入Ksp[Cu（OH）₂]计算溶液中c（Cu²⁺），再将c（Cu²⁺）代入Ksp（CuS）计算溶液中c（ S^2-）；
（3）物质的量浓度相等的Na₂S和NaOH混合溶液，溶液存在S^2-+H₂O?HS^-+OH^-，NaOH抑制硫化钠的水解．

解答 解：（1）①无水硫酸钠在高温下与C反应生成硫化钠、CO和二氧化碳，反应的方程式为：3Na₂SO₄+8C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Na₂S+4CO₂↑+4CO↑；高温下，二氧化碳与C反应生成CO，所以要除去一氧化碳中的二氧化碳，可以用灼热的碳粉；
故答案为：3Na₂SO₄+8C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Na₂S+4CO₂↑+4CO↑；灼热的碳粉；
②硫化钠在溶液中水解显碱性，用碱液浸取可以抑制硫化钠的水解；
故答案为：碱液能抑制Na₂S的水解；
（2）反应后测得溶液的pH=4，则溶液中c（OH^-）=10^-10mol/L，根据Ksp=c（Cu²⁺）×c²（OH^-）=2.2×10^-20，可得c（Cu²⁺）=$\frac{2.2×1{0}^{-20}}{（{1{0}^{-10}）}^{2}}$mol/L=2.2mol/L，由Ksp=c（Cu²⁺）c（S^2-）=8.8×10^-36，可得此时溶液中c（ S^2-）=$\frac{8.8×1{0}^{-36}}{2.2}$mol/L=4.0×10^-36mol/L，
故答案为：4.0×10^-36 ；
（3）物质的量浓度相等的Na₂S和NaOH混合溶液，溶液存在S^2-+H₂O?HS^-+OH^-，NaOH抑制硫化钠的水解，则c（OH^-）＞c（S^2-），所以溶液中离子浓度大小关系为：c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（S^2-）＞c（HS^-）＞c（H⁺）；
故答案为：c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（S^2-）＞c（HS^-）＞c（H⁺）．

点评 本题考查了方程式的书写、溶度积常数的有关计算、离子浓度大小比较等，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和计算能力，注意把握溶度积常数的有关计算方法．