Question

（本題共10分）
硫化鈉是用于皮革鞣制的重要化學(xué)試劑，可用無(wú)水芒硝（Na₂SO₄）與炭粉在高溫下反應(yīng)而制得，反應(yīng)式如下：Na₂SO₄+ 4CNa₂S+4CO↑   ② Na₂SO₄+4CONa₂S+4CO₂
（1）現(xiàn)要制取Na₂S 7.80 g，若生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)水芒硝（Na₂SO₄）的利用率為90%，則理論上需要無(wú)水芒硝（Na₂SO₄）            g（精確到0.01）；
（2）若在反應(yīng)中生成的Na₂S物質(zhì)的量為1 mol，則消耗的碳單質(zhì)的物質(zhì)的量n的范圍是
           ≤ n ≤           ；
（3）若在上述反應(yīng)中消耗的碳單質(zhì)為1 mol，生成Na₂S的物質(zhì)的量為y mol，生成的CO和CO₂的物質(zhì)的量之比為x，則y與x的關(guān)系式為y=           ；
（4）Na₂S放置在空氣中，會(huì)被緩慢氧化成Na₂SO₃及Na₂SO₄，現(xiàn)稱(chēng)取已經(jīng)部分氧化的硫化鈉樣品39.20 g溶于水中，加入足量鹽酸，充分反應(yīng)后過(guò)濾得沉淀9.6 g，放出H₂S氣體1.12 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。請(qǐng)計(jì)算：39.20 g樣品中各氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量（不考慮氣體在水中的溶解）。

Answer 1

（1）15.78  （2）2 mol ~ 4 mol  （3）y =  
（4）n(Na₂SO₃)="0.10" mol 、n(Na₂SO₄)="0.05" mol

（1）根據(jù)硫原子守恒可知，，解得m＝15.78g。
（2）由反應(yīng)①和②可得反應(yīng)③：Na₂SO₄+ 2CNa₂S + 2CO₂↑
根據(jù)反應(yīng)①和反應(yīng)③，由極值法得：消耗的碳單質(zhì)的物質(zhì)的量范圍n的范圍是：2 mol ~ 4 mol。（2分）
（3）根據(jù)反應(yīng)①：      Na₂SO₄+   4C  Na₂S +   4CO
ax mol     ax/4 mol   ax mol
根據(jù)反應(yīng)③：       Na₂SO₄+   2C   Na₂S  +  2CO₂
a mol      a/2 mol     a mol
根據(jù)題意得：   a mol + ax mol ="1" mol
a/2mol + ax/4  mol =" y" mol
解得：y =（2分）
（4）2Na₂S+ Na₂SO₃+3 H₂SO₄="3" Na₂SO₄+ 3S↓+3H₂O
Na₂S+ H₂SO₄= Na₂SO₄+H₂S
根據(jù)以上兩個(gè)反應(yīng)結(jié)合題中條件可求得： 39.20 g樣品中有
Na₂SO₃： 0.10 mol   Na₂S：  0.250mol   
再應(yīng)用質(zhì)量守恒得：Na₂SO₄：0.05 mol
39.20 g樣品中氧化產(chǎn)物：n(Na₂SO₃)="0.10" mol （2分）n(Na₂SO₄)="0.05" mol（2分）