题目内容

1.工业生产Na2S常用方法是无水芒硝(Na2SO4)-碳还原法,其流程示意图如下:

(1)设煅烧阶段所得气体为等物质的量的CO和CO2,请写出煅烧时发生的总反应方程式:3Na2SO4+8C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Na2S+4CO2↑+4CO↑.
(2)用碱液浸出产品比用热水更好,理由是热水能促进Na2S水解,而稀碱可抑制Na2S水解.
(3)取Na2S(含少量NaOH)加入到CuSO4(aq)中充分搅拌,产生混合沉淀后过滤.若滤液pH=4,则滤液中c(S2-)=4.0×10-36mol/Lmol•L-1.(已知:CuS的Ksp=8.8×10-36;Cu(OH)2的Ksp=2.2×10-20)
(4)纳米Cu2O常用电解法制备,制备过程用铜棒和石墨棒做电极,Cu(NO3)2(aq)做电解液.电解生成Cu2O应在阴极;该电极pH将降低(填“升高”、“不变”或“降低”),用电极方程式解释pH发生变化的原因2Cu2++2e-+H2O=Cu2O↓+2H+.

分析 (1)煅烧中得到等物质的量的CO和CO2,S元素被还原得到Na2S;
(2)热水促进硫化钠水解,用碱液抑制硫化钠水解;
(3)根据Cu(OH)2溶度积可求得c(Cu2+),代入CuS的溶度积求得c(S2-);
(4)Cu由+2价变为+1价,得电子,所以阴极反应式为:2Cu2++2e-+H2O=Cu2O↓+2H+.

解答 解:(1)煅烧中得到等物质的量的CO和CO2,S元素被还原得到Na2S,反应方程式为:3Na2SO4+8C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Na2S+4CO2↑+4CO↑,
故答案为:3Na2SO4+8C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Na2S+4CO2↑+4CO↑;
(2)Na2S是强碱弱酸盐,水解后溶液显碱性,加热会促进S2-水解,而加碱则可以抑制其水解,
故答案为:热水能促进Na2S水解,而稀碱可抑制Na2S水解;
(3)溶液pH=4,则溶液中c(OH-)=10-10 mol/L,根据Cu(OH)2溶度积可得c(Cu2+)=$\frac{2.2×1{0}^{-20}}{(1{0}^{-10})^{2}}$mol/L=2.2 mol/L,代入CuS的溶度积可得c(S2-)=$\frac{8.8×1{0}^{-36}}{2.2}$mol/L=4.0×10-36mol/L,
故答案为:4.0×10-36mol/L;
(4)电解生成Cu2O,Cu元素由+2价变为+1价,得电子,发生还原反应,则Cu2O在阴极生成,发生电极反应式为:2Cu2++2e-+H2O=Cu2O↓+2H+,由于反应中有H+生成,所以溶液的pH降低,
故答案为:阴;降低;2Cu2++2e-+H2O=Cu2O↓+2H+.

点评 本题考查制备方案的设计,题目难度中等,涉及常见化学工业、对操作的分析评价、溶度积计算、电解原理等知识,侧重考查学生理论联系实际的能力、阅读获取信息的能力及知识迁移应用,明确实验目的为解答关键.

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