Question

（本題共10分）

硫化鈉是用于皮革鞣制的重要化學試劑，可用無水芒硝（Na₂SO₄）與炭粉在高溫下反應而制得，反應式如下： Na₂SO₄+ 4CNa₂S+4CO↑    ② Na₂SO₄+4CONa₂S+4CO₂

（1）現(xiàn)要制取Na₂S 7.80 g，若生產過程中無水芒硝（Na₂SO₄）的利用率為90%，則理論上需要無水芒硝（Na₂SO₄）             g（精確到0.01）；

（2）若在反應中生成的Na₂S物質的量為1 mol， 則消耗的碳單質的物質的量n的范圍是

            ≤ n ≤            ；

（3）若在上述反應中消耗的碳單質為1 mol，生成Na₂S的物質的量為 y mol，生成的CO和CO₂的物質的量之比為x，則y與x的關系式為y=            ；

（4）Na₂S放置在空氣中，會被緩慢氧化成Na₂SO₃及Na₂SO₄，現(xiàn)稱取已經(jīng)部分氧化的硫化鈉樣品39.20 g溶于水中，加入足量鹽酸，充分反應后過濾得沉淀9.6 g，放出H₂S氣體1.12 L（標準狀況）。請計算：39.20 g樣品中各氧化產物的物質的量（不考慮氣體在水中的溶解）。

 

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）根據(jù)硫原子守恒可知，，解得m＝15.78g。

（2）由反應①和②可得反應③：Na₂SO₄+ 2CNa₂S + 2CO₂↑

根據(jù)反應①和反應③，由極值法得：消耗的碳單質的物質的量范圍n的范圍是：2 mol ~ 4 mol。（2分）

（3）根據(jù)反應①：      Na₂SO₄+   4C  Na₂S +   4CO

                                ax mol     ax/4 mol   ax mol

根據(jù)反應③：       Na₂SO₄+   2C   Na₂S  +  2CO₂

                   a mol      a/2 mol     a mol

 根據(jù)題意得：   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

根據(jù)以上兩個反應結合題中條件可求得： 39.20 g樣品中有

Na₂SO₃： 0.10 mol   Na₂S：  0.250mol   

再應用質量守恒得：Na₂SO₄：0.05 mol

39.20 g樣品中氧化產物：n(Na₂SO₃)=0.10 mol （2分） n(Na₂SO₄)=0.05 mol（2分）