Question

硫化钠是重要的工业原料。

（1）高温时，等物质的量甲烷与硫酸钠在催化剂作用下恰好完全反应，制得硫化钠。反应的化学方程式为__________________。

（2）甲同学往某Na₂S样品（含Na₂CO₃、Na₂SO₄杂质）溶液中加人少量BaS溶液，产生白色沉淀，过滤，向滤渣中加人过量盐酸，沉淀完全溶解。由此得出结论：相同温度下，K_sp(BaCO₃)<K_sp(BaSO₄)。

①沉淀溶于盐酸的离子方程式是__________________。

②仅由上述实验无法判断K_sp(BaCO₃)与K_sp(BaSO₄)的大小关系，理由是______。

（3）利用Na₂S为沉淀剂由锌灰可制得ZnS。锌灰经稀硫酸浸取后所得浸取液含Zn²⁺、Cd²⁺、Al³⁺、Fe²⁺ _, Fe³⁺等，由该浸取液制备ZnS的工艺流程如下图所示。

①步骤（i）所得滤渣中含有铝元素的物质为______ （填化学式）。

②步骤（ii）所加ZnO的作用为____________。

③步骤（iii）中得到Cd单质的离子方程式为____________。

Answer

（15分）

 （1）CH4+Na2SO4Na2S+CO2+2H2O（3分）

 （2）BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O（3分）

沉淀的形成除了与Ksp有关外，还与溶液中沉淀组分的离子浓度大小有关（或其他合理答案）（2分）

（3）①Al(OH)3（2分）

②调节溶液的pH，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀（2分）

③Cd2++Zn=Cd+Zn2+（3分）

【解析】

试题分析：（1）、硫酸钠变为硫化钠时，硫元素由+6价降为—2价，由此推断甲烷中碳元素的化合价升高，由—4价升为+4价，生成CO2，根据最小公倍数法配平可得反应式CH4+Na2SO4Na2S+CO2+2H2O；（2）、Na2CO3、Na2SO4与BaS溶液均能反应生成白色的沉淀，但是BaCO3能溶于盐酸，反应式为BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O，而BaSO4不溶于盐酸，但是不能说明Ksp(BaCO3)