Question

（12分）硫化钠主要用于皮革、毛纺、高档纸张、染料等行业。生产硫化钠大多采用无水芒硝（Na₂SO₄）—炭粉还原法，其流程示意图如下：

（1）若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO₂，写出煅烧时发生的总的化学反应方程式为     。

（2）上述流程中采用稀碱液比用热水更好，理由是            。

（3）常温下，取硫化钠晶体（含少量NaOH）加入到硫酸铜溶液中，充分搅拌。若反应后测得溶液的pH＝4，则此时溶液中c( S^2－)＝ mol·L^－1。

（已知：常温时CuS、Cu(OH)₂的Ksp分别为8.8×10^－36、2.2×10^－20）

（4）①皮革工业废水中的汞常用硫化钠除去，汞的去除率与溶液的pH和x（x代表硫化钠的实际用量与理论用量的比值）有关（如图所示）。为使除汞效果最佳，应控制的条件是：x＝    ，pH控制在    范围。

②某毛纺厂废水中含0.001 mol·L^－1的硫化钠，与纸张漂白后的废水（含0.002 mol·L^－1 NaClO）按1:2的体积比混合，能同时较好处理两种废水，处理后的废水中所含的主要阴离子有      。

（5）常温下利用Fe²⁺、Fe³⁺的相互转化，可将SO₂转化为SO₄^2－而实现SO₂的处理（总反应为2SO₂+O₂+2H₂O＝2H₂SO₄）。已知，含SO₂的废气通入含Fe²⁺、Fe³⁺的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe²⁺ + O₂+ 4H⁺ =4Fe³⁺ + 2H₂O，则另一反应的离子方程式为           。

Answer

（1）3Na2SO4+8C3Na2S+4CO2↑+4CO↑（2分）

（2）热水会促进Na2S水解，而稀碱液能抑制Na2S水解（2分）（3）4×10－36 mol·L－1（2分）

（4）①12 （1分） 9～10 （1分） ②SO42－、Cl－（共2分，各1分）

（5）2Fe3+ + SO2 + 2H2O＝2Fe2+ + SO42－ + 4H+ （2分）

【解析】

试题分析：（1）若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2，则根据原子守恒可知煅烧时发生的总的化学反应方程式为3Na2SO4+8C3Na2S+4CO2↑+4CO↑。

（2）硫化钠是强碱弱酸盐，硫离子水解溶液显碱性，热水会促进Na2S水解，而稀碱液能抑制Na2S水解，所以上述流程中采用稀碱液比用热水更好。

（3）根据硫化铜和氢氧化铜的溶度积常数可知c(Cu2＋)·c(S2—)＝8.8×10－36、c(Cu2＋)·c(OH—)2＝2.2×10－20，所以溶液中。又因为pH＝4，则c(OH—)＝1×10－10mol/L，所以溶液中c(S2—)＝4×10－36 mol·L－1。

（4）①根据图像可知在pH相等的条件下x＝12时汞的去除率最高。而在x值相等的条件下pH在9～10之间时汞的去除率最高。即为使除汞效果最佳，应控制的条件是：x＝12，pH控制在9～10范围。

②次氯酸钠与硫化钠的物质的量之比时0.002×2：0.001×1＝4：1，次氯酸钠的还原产物是氯化钠，则根据电子得失守恒可知硫化钠的氧化产物是硫酸钠，因此处理后的废水中所含的主要阴离子有SO42－、Cl－。

（5）其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ ＝4Fe3+ + 2H2O，则利用总反应式减去该反应即可得到另一反应的离子方程式为2Fe3+ + SO2 + 2H2O＝2Fe2+ + SO42－ + 4H+。

考点：考查物质制备以及工业废水处理的有关实验方案设计与探究