Question

【題目】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，反應方程式如下：Na2SO4+4C →Na2S+ 4CO，Na2SO4+4CO→Na2S+4CO2

（1）現有無水芒硝17.75g，若生成過程中無水芒硝的利用率為80%，則理論上可得到Na2S_____g，最多生成標況下的CO_____L。

（2）若在反應過程中生成的Na2S3mol，則消耗的碳單質的物質的量 n的范圍是____mol≤n≤___mol，若生成等物質的量CO和CO2，則消耗的碳的物質的量為____mol。

（3）Na2S放置在空氣中，會被緩慢氧化成Na2SO4及 Na2SO3，現稱取已經部分氧化的硫化鈉樣品78.40g溶于水中，加入足量鹽酸，充分反應后過濾得沉淀19.20g，放出H2S氣體2.24L（標準狀況）。請計算：78.40g樣品中各氧化產物的物質的量(寫出必要的計算過程)。_____

Answer 1

【答案】7.8g 8.96L 6mol≤n≤12mol 8 Na2SO3有0.2mol Na2SO40.1mol

【解析】

(1)無水芒硝17.75g 的物質的量=17.75g÷142g· mol-1=0.125mol,若生成過程中無水芒硝的利用率為80%,根據硫元素守恒可以知道,則理論上可得到Na2S的質量是0.125mol=7.8g,根據反應方程式: Na2SO4+4C=Na2S+4CO,最多生成一氧化碳物質的量是0.125mol4=0.4mol,體積是8.96L,因此，本題正確答案是:7.8；8.96；

(2)若生成的氣體為CO,消耗的碳的物質的量最多,由Na2SO4+4C=Na2S+4CO可以知道,生成3molNa2S需要碳的物質的量為3mol4=12mol ,若生成的氣體為CO2,反應方程式為Na2SO4+2C=Na2S+4CO2，消耗的碳的物質的量最少，根據電子轉移守恒可知消耗碳為3mol2=6mol,生成3molNa2S需要碳的物質的量為6mol ,故消耗的碳單質的物質的量n的范圍是6moln12mol;

若生成等物質的量CO和CO2,令各自物質的量為ymol,根據電子注意守恒,則2y+4y=3[6-(-2)],計算得出y=4,根據碳原子守恒可以知道,需要碳的物質的量為4m0l+4mol=8mol,

因此，本題正確答案是: 6moln12mol；8;

（3）由硫化鈉和鹽酸生成氯化鈉，單質硫和水，其反應方程式為：2Na2S+ Na2SO3+6HCl= 6NaCl+3S+3H2O，所以沉淀為S，其質量為19.20g，物質的量為0.6mol,由方程式可以知道,參加該反應的Na2S為0.6mol=0.4mol, Na2SO3的物質的量為0.6mol=0.2mol, 2.24LH2S氣體的物質的量為0.1mol,根據反應2HCl+Na2S = 2NaCl+ H2S可以知道,參加該反應的Na2S的物質的量為0.1mol,故樣品中Na2SO4的質量為78.40g-0.2mol126g/mol-(0.4mol+0.1mol)78g/mol=14.2g,故Na2SO4的物質的量為14.2g÷142g·mol-1=0.1mol,故78.40g樣品中氧化產物:Na2SO3為0.2mol, Na2SO4為0.1mol。

答案：Na2SO3有0.2mol，Na2SO40.1mol。