Question

1．
工業(yè)生產Na₂S常用方法是：無水芒硝（Na₂SO₄）一碳還原法，其流程示意圖如圖1．
（1）若煅燒階段所得氣體為等物質的量CO和CO₂．寫出煅燒時發(fā)生的總反應方程式：3Na₂SO₄+8C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Na₂S+4CO₂↑+4CO↑；
（2）用堿液浸出產品比用熱水更好，理由是：熱水能促進Na₂S水解，而稀堿可抑制Na₂S水解；
（3）廢水中汞常用硫化鈉除去，汞的除去率與溶液pH和硫化鈉實際用量與理論用量比值X的關系如圖2所示．為使除汞達到最佳效果，應控制條件是pH介于9～10之間，x=12．
（4）取Na₂S（含少量NaOH），加人到CuSO₄溶液中，充分攪拌，若反應后溶液pH=4，此時溶液中c（S ^2-）=4.0×10^-36 mol/L；（保留2位有效數字）（已知：CuS K_sp=8.8×10^-36；Cu（OH）₂ K_sp=2.2×10^-20）
（5）納米Cu₂O常用電解法制備，制備過程用銅棒和石墨棒作電極，Cu（NO₃）₂作電解液．電解生成Cu₂O應在陰極；該電極pH將降低（填“升高”，“不變”或“降低”），用電極方程式解釋pH發(fā)生變化的原因：2Cu²⁺+2e^-+H₂O=Cu₂O↓+2H⁺．

Answer 1

分析 根據圖1可知，制備硫化鈉晶體的流程為：無水芒硝（Na₂SO₄）與碳在高溫煅燒反應：3Na₂SO₄+8C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Na₂S+4CO₂↑+4CO↑，由于硫離子水解，則用稀堿溶液浸泡抑制硫離子水解，通過精制獲得硫化鈉晶體，
（1）煅燒中得到等物質的量的CO和CO₂，S元素被還原得到Na₂S；
（2）熱水促進硫化鈉水解，用堿液抑制硫化鈉水解；
（3）硫化鈉實際用量與理論用量比值x越小、汞除去率越高，最佳效果；
（4）根據Cu（OH）₂溶度積可求得c（Cu²⁺），代入CuS的溶度積求得c（S^2-）；
（5）Cu由+2價變?yōu)?1價，得電子，在陰極生成，反應式為：2Cu²⁺+2e^-+H₂O=Cu₂O↓+2H⁺．

解答 解：（1）煅燒中得到等物質的量的CO和CO₂，S元素被還原得到Na₂S，反應方程式為3Na₂SO₄+8C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Na₂S+4CO₂↑+4CO↑；
故答案為：3Na₂SO₄+8C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Na₂S+4CO₂↑+4CO↑；
（2）Na₂S是強堿弱酸鹽，水解后溶液顯堿性，加熱會促進S^2-水解，而加堿則可以抑制其水解；
故答案為：熱水能促進Na₂S水解，而稀堿可抑制Na₂S水解；
（3）硫化鈉實際用量與理論用量比值x越小、汞除去率越高，最佳效果，由圖象可知當pH介于9～10時，x=12時汞的除去率最大；
故答案為：pH介于9～10之間，x=12；
（4）溶液pH=4，則溶液中c（OH^-）=10^-10 mol/L，根據Cu（OH）₂溶度積可得c（Cu²⁺）=$\frac{2.2×1{0}^{-20}}{（1{0}^{-10}）^{2}}$mol/L=2.2 mol/L，代入CuS的溶度積可得c（S^2-）=$\frac{8.8×1{0}^{-36}}{2.2}$mol/L=4.0×10^-36 mol/L；
故答案為：4.0×10^-36 mol/L；
（5）電解生成Cu₂O，Cu元素由+2價變?yōu)?1價，得電子，發(fā)生還原反應，則Cu₂O在陰極生成，發(fā)生電極反應式為：2Cu²⁺+2e^-+H₂O=Cu₂O↓+2H⁺，由于反應中有H⁺生成，所以溶液的pH降低；
故答案為：陰極；降低；2Cu²⁺+2e^-+H₂O=Cu₂O↓+2H⁺．

點評 本題是對化學與技術的考查，涉及常見化學工業(yè)、對操作的分析評價、對條件的控制、溶度積計算、電解原理等，側重考查學生理論聯(lián)系實際的能力、閱讀獲取信息的能力、知識遷移應用，難度中等．