Question

(共16分)　　硫化钠是用于皮革鞣制的重要化学试剂，可用无水芒硝（Na₂SO₄）与炭粉在高温下反应而制得，反应式如下：

　　① Na₂SO₄4CNa₂S4CO↑

　　② Na₂SO₄4CONa₂S4CO₂

（1）、现要制取Na₂S 7.80 g，若生产过程中无水芒硝（Na₂SO₄）的利用率为90%，则理论上需要无水芒硝（Na₂SO₄）　　 　　　g（精确到0.01）；

（2）、若在反应中生成的Na₂S物质的量为1 mol，则消耗的碳单质的物质的量n的范围是

 　　 　　　   ＜n＜ 　　 　　　   ；

（3）、若在上述反应中消耗的碳单质为1 mol，生成Na₂S的物质的量为 y mol，生成的CO和CO₂的物质的量之比为x，则y与x的关系式为y 　　   　　　；

（4）、Na₂S放置在空气中，会缓慢氧化成Na₂SO₃及Na₂SO₄，现称取已经部分氧化的硫化钠样品39.20 g溶于水中，加入足量硫酸，充分反应后，过滤得沉淀9.6 g，放出H₂S气体1.12 L（标准状况）。请计算：39.20 g样品中各成分的物质的量分别为　　  　       　。

　　（请写出计算过程）

Answer

（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，所以根据钠原子守恒可知，需要Na2SO4是0.1mol×142g/mol÷0.9＝15.78g。

（2）．由反应①和②可得反应③：Na2SO4+ 2CNa2S + 2CO2↑根据反应①和反应③，由极值法得：消耗的碳单质的物质的量范围n的范围是：2 mol ~ 4 mol。

（3）.设CO2的物质的量是amol，则CO是axmol。根据电子的得失守恒可知，4a＋2ax＝8y。又因为a＋ax＝1，所以y =（x+2）/4(1+x) 。

（4）.硫化氢的物质的量是0.05mol，单质硫是0.3mol

因为2Na2S+ Na2SO3+3 H2SO4→3 Na2SO4+ 3S↓+3H2O

     Na2S+ H2SO4→Na2SO4+H2S

所以根据以上两个反应结合题中条件可求得： 39.20 g样品中有

Na2SO3： 0.10 mol Na2S： 0.250mol

再应用质量守恒得：Na2SO4：0.05 mol