Question

硫化鈉是由無水硫酸鈉與炭粉在高溫下反應制得。反應的化學方程式如下：

①  Na₂SO₄+ 4C→ Na₂S+ 4CO↑       ②  Na₂SO₄+ 4CO→ Na₂S+ 4CO₂↑

（1）要制取Na₂S 15.6 g，需原料芒硝（Na₂SO₄·10H₂O）_____________mol。

（2）制得的Na₂S固體中含少量Na₂SO₄、碳粉等雜質。稱取該固體0.200 g，加適量水溶解后加入25.0 mL 0.100 mol/L的I₂標準液，待反應完全后用0.100 mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗Na₂S₂O₃溶液16.0 mL（已知：滴定時 Na₂S₂O₃轉化為Na₂S₄O₆），則該Na₂S的純度為__________。

（3）① 若在反應過程中，產生CO和CO₂混合氣體的體積為44.8L（標準狀況），生成Na₂S的物質的量（n mol）的范圍是__________< n < ___________；

② 若在上述過程中生成Na₂S的質量為62.4 g，則混合氣體中CO和CO₂的體積比是多少？

（4）硫化鈉晶體（Na₂S·9H₂O）放置在空氣中，會緩慢氧化成Na₂SO₃·7H₂O和Na₂SO₄·10H₂O。現稱取在空氣中已部分氧化的硫化鈉晶體25.76 g溶于水，加入足量用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，過濾得沉淀5.62 g，放出H₂S氣體1.12 L（標準狀況），求原硫化鈉晶體的質量。

 

Answer 1

【答案】

（1）0.2（2分）

（2）66.3%（2分）

（3）①0.5  1.0（2分）  ②  2:3（3分）

（4）24g（5分，列式3分，計算過程及結果2分）

【解析】

試題分析：（1）要制取Na₂S 15.6 g，需原料芒硝。根據硫原子守恒可知，，解得（Na₂SO₄·10H₂O）0.2mol。

（2）根據兩步轉化關系通過計算求得Na₂S的純度為 66.3%。

（3）①由反應①和②可得反應③：Na₂SO₄+ 2CNa₂S + 2CO₂↑根據反應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：0.5 mol ~ 1 mol。②若在上述過程中生成Na₂S的質量為62.4 g，即為0.8mol。設混合氣體中CO和CO₂的物質的量分別是x,a。則有

①：      Na₂SO₄+   4C  Na₂S +   4CO

                    x mol     x/4 mol   x mol

根據反應③：       Na₂SO₄+   2C   Na₂S  +  2CO₂

                            a mol      a/2 mol     a mol

根據題意得：   a mol + x mol =2 mol

a/2mol + x/4  mol = 0.8 mol,解得：a=1.2,x-0.8,則CO和CO₂的體積比為3：2。

（4）5.62 g沉淀是硫酸鋇和硫， 1.12 LH₂S氣體物質的量是0.05mol。設硫的物質的量為amol，硫酸鈉的物質的量為bmol，則根據下列兩個方程式可建立關系式：

2Na₂S+ Na₂SO₃+6 HCl=6NaCl+ 3S↓+3H₂O

2a/3   a/3               a

Na₂S+ 2HCl= NaCl+H₂S

0.05mol         0.05mol 

233b+32a=5.62;再根據質量守恒：25.76 = a/3（126*2）+322b+(0.05+2a/3)*78,再根據硫原子守恒，求出原硫化鈉晶體的質量24g。

考點：本題考查根據化學方程式進行計算。