Question

硫的化合物在生产生活中有广泛应用。

（1）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 上述流程中采用稀碱液比用热水更好，理由是__________________。

② 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）

（2）工业上常利用废碱渣（主要成分Na₂CO₃）吸收硫酸厂尾气中的SO₂制备无水Na₂SO₃。KIO₃滴定法可测定成品中Na₂SO₃的含量：室温下将0.1260g 成品溶于水并加入淀粉做指示剂，再用0.01000 mol·L⁻¹ KIO₃酸性标准溶液滴定至终点，消耗KIO₃溶液31.25mL。

① 滴定终点观察到的现象为：_____________________。

② 成品中Na₂SO₃的质量分数是_________（请写出计算过程）。

Answer

热水会促进Na2S水解，而稀碱液能抑制Na2S水解4×10-36加入最后一滴KIO3标准液，烧杯中溶液由无色变为蓝色，且30s内不变色93.75%

【解析】试题分析：以硫化钠和亚硫酸钠为载体，重点考查盐类的水解、溶度积的计算、滴定原理、滴定操作和计算，考查考生对知识点的综合运用能力。

解析：首先整理流程中物质转化关系：过量碳粉还原后成分为Na2S、C、CO；碱浸后碳粉被分离出来，溶液中溶质为Na2S、碱。

（1）①碱浸目的是溶解Na2S，用碱的稀溶液浸取可以防止Na2S水解，较少的碱也可以使以后分离更方便。而用热水虽然也可以溶解Na2S而分离出固体碳，但是Na2S的水解将造成产品的损失。答案. 热水会促进Na2S水解，而稀碱液能抑制Na2S水解。

②基本计算流程为：pH→c(OH-)→c(Cu2+)→c(S2-)。

由溶液pH可得出c(OH-)=10-14/10-4=10-10mol/L，c(Cu2+)=Ksp〔Cu(OH)2〕/c2 (OH-)=2.2×10-20/(10-10)2=2.2mol/L，c(S2-)=KSP〔 CuS〕/c(Cu2+)=8.8×10-36/2.2=4.0×10-36。

（2）① Na2SO3与 KIO3反应原理：3SO32-+IO3-=3SO42-+I-，当Na2SO3完全反应后，6H++IO3-+5I-=3I2+3H2O，生成的I2遇淀粉使溶液变成蓝色。答案：加入最后一滴KIO3标准液，烧杯中溶液由无色变为蓝色，且30s内不变色。

② 3SO32-+IO3-=3SO42-+I-，所以n（Na2SO3）=3×0.01000 mol·L−1×0.03125L=9.375×10-4mol，Na2SO3质量分数=9.375×10-4mol×126g·mol-1/0.1260g=0.9375。答案0.9375或93.75%

点睛：有关溶度积的计算中各离子的浓度一定是平衡体系中离子的浓度，所以同一溶液的同一种离子在不同公式中的浓度是相等的。

滴定过程中的化学反应原理是决定滴定过程中指示剂选择和滴定计算的关键。滴定中点的颜色变化主要考虑的是当反应恰好完全进行的前后，化学反应中物质颜色的变化（包括涉及到指示剂时人颜色变化）。如本题，反应恰好完全进行前，溶液中均为无色物质，而反应恰好完全进行后，多余的KIO3与I-反应生成I2，在淀粉作用下使溶液变为蓝色。