Question

(共16分)　　硫化鈉是用于皮革鞣制的重要化學(xué)試劑，可用無水芒硝（Na₂SO₄）與炭粉在高溫下反應(yīng)而制得，反應(yīng)式如下：

　�、� Na₂SO₄4CNa₂S4CO↑

　�、� Na₂SO₄4CONa₂S4CO₂

（1）、現(xiàn)要制取Na₂S 7.80 g，若生產(chǎn)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(yīng)中生成的Na₂S物質(zhì)的量為1 mol，則消耗的碳單質(zhì)的物質(zhì)的量n的范圍是

 　　 　　　   ＜n＜ 　　 　　　   ；

（3）、若在上述反應(yīng)中消耗的碳單質(zhì)為1 mol，生成Na₂S的物質(zhì)的量為 y mol，生成的CO和CO₂的物質(zhì)的量之比為x，則y與x的關(guān)系式為y 　　   　　　；

（4）、Na₂S放置在空氣中，會(huì)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，加入足量硫酸，充分反應(yīng)后，過濾得沉淀9.6 g，放出H₂S氣體1.12 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。請計(jì)算：39.20 g樣品中各成分的物質(zhì)的量分別為　　  　       　。

　　（請寫出計(jì)算過程）

 

Answer 1

【答案】

（1）．15.78 (2分)    （2）．2 mol ~ 4 mol。(4分)     （3）．y =（x+2）/4(1+x)  (4分)  （4）． n(Na₂S)=0.25 mol   n(Na₂SO₃)=0.10 mol　　n(Na₂SO₄)=0.05 mol

【解析】（1）. 7.80 gNa₂S是0.1mol，所以根據(jù)鈉原子守恒可知，需要Na₂SO₄是0.1mol×142g/mol÷0.9＝15.78g。

（2）．由反應(yīng)①和②可得反應(yīng)③：Na₂SO₄+ 2CNa₂S + 2CO₂↑根據(jù)反應(yīng)①和反應(yīng)③，由極值法得：消耗的碳單質(zhì)的物質(zhì)的量范圍n的范圍是：2 mol ~ 4 mol。

（3）.設(shè)CO₂的物質(zhì)的量是amol，則CO是axmol。根據(jù)電子的得失守恒可知，4a＋2ax＝8y。又因?yàn)閍＋ax＝1，所以y =（x+2）/4(1+x) 。

（4）.硫化氫的物質(zhì)的量是0.05mol，單質(zhì)硫是0.3mol

因?yàn)?Na₂S+ Na₂SO₃+3 H₂SO₄→3 Na₂SO₄+ 3S↓+3H₂O

     Na₂S+ H₂SO₄→Na₂SO₄+H₂S

所以根據(jù)以上兩個(gè)反應(yīng)結(jié)合題中條件可求得： 39.20 g樣品中有

Na₂SO₃： 0.10 mol 　　Na₂S：　 0.250mol　　　

再應(yīng)用質(zhì)量守恒得：Na₂SO₄：0.05 mol