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(2014•徐汇区一模)硫化钠是由无水硫酸钠与炭粉在高温下反应制得.反应的化学方程式为:①Na2SO4+4C→Na2S+4CO↑;②Na2SO4+4CO→Na2S+4CO2↑.(1)要制取Na2S15.6g,需原料芒硝(Na2SO4•10H2O)

题目详情
(2014•徐汇区一模)硫化钠是由无水硫酸钠与炭粉在高温下反应制得.反应的化学方程式为:
①Na2SO4+4C→Na2S+4CO↑;
②Na2SO4+4CO→Na2S+4CO2↑.
(1)要制取Na2S 15.6g,需原料芒硝(Na2SO4•10H2O)______mol.
(2)制得的Na2S固体中含少量Na2SO4、碳粉等杂质.称取该固体0.200g,加适量水溶解后加入25.0mL0.100mol/L的I2标准液,待反应完全后用0.100mol/L Na2S2O3溶液滴定,消耗Na2S2O3溶液16.0mL(已知:滴定时Na2S2O3转化为Na2S4O6),则该Na2S的纯度为______.
(3)①若在反应过程中,产生CO和CO2混合气体的体积为44.8L(标准状况),生成Na2S的物质的量(nmol)的范围是______<n<______;
    ②若在上述过程中生成Na2S的质量为62.4g,则混合气体中CO和CO2的体积比是多少?
(4)硫化钠晶体(Na2S•9H2O)放置在空气中,会缓慢氧化成Na2SO3•7H2O和Na2SO4•10H2O.现称取在空气中已部分氧化的硫化钠晶体25.76g溶于水,加入足量用盐酸酸化的BaCl2溶液,过滤得沉淀5.62g,放出H2S气体1.12L(标准状况),求原硫化钠晶体的质量.
▼优质解答
答案和解析
(1)根据物质间的转化关系知道:Na2SO4~Na2S~Na2SO4•10H2O,所以制取Na2S15.6g(0.2mol),需原料芒硝(Na2SO4•10H2O)的物质的量是0.2mol,
故答案为:0.2;
(2)根据电子守恒,剩余碘单质和硫代硫酸钠之间反应的关系为:I2~2S2O32-,用0.100mol/L Na2S2O3溶液滴定,消耗Na2S2O3溶液16.0mL,所以剩余碘单质的量是
1
2
×0.100mol/L×0.016L=0.0008mol,消耗掉的碘单质物质的量0.025L×0.100mol/L-0.0008mol=0.0017mol,碘单质和硫离子之间反应的关系为:S2-~I2,所以固体中含有硫化钠的物质的量是0.0017mol,硫化钠的质量分数=
0.0017mol×78g/mol
0.2g
×100%=66.3%,故答案为:66.3%;
(3)①若在反应过程中,产生CO和CO2混合气体的体积为44.8L即2mol(标准状况),假设气体全部是CO,则根据硫元素守恒和化学反应①,硫化钠的物质的量是0.5mol,假设气体全部是CO2,将反应①②相加,根据硫元素守恒,得出硫化钠的物质的量是1.0mol,故生成Na2S的物质的量(nmol)的范围是0.5<n<1.0,故答案为:0.5;1.0;
②设混合气体中CO和CO2的物质的量分别是x、y,则根据方程式Na2SO4+4C=Na2S+4CO↑和Na2SO4+4CO=Na2S+4CO2↑,x+y=2mol,
x+y
4
+
y
4
=
62.4
78
,解得x=0.8mol,y=1.2mol,所以混合气体中CO和CO2的体积比是0.8:1.2=2:3,
答:混合气体中CO和CO2的体积比是2:3;
(4)Na2S与Na2SO3在酸性条件下发生反应:2Na2S+Na2SO3+6HCl=NaCl+3S↓+3H2O,故5.62g为硫和硫酸钡的质量,还发生反应2HCl+Na2S=2NaCl+H2S↑,放出H2S气体1.12L及0.05mol,消耗硫化钠的物质的量是0.05mol,所以剩余硫化钠的物质的量是0.05mol,设晶体混合物中硫化钠晶体、硫酸钠晶体的物质的量是x、y,根据方程式2Na2S+Na2SO3+6HCl=NaCl+3S↓+3H2O知道亚硫酸钠晶体的物质的量是
x−0.05
2
mol,生成硫单质的物质的量是
3(x−0.05)
2
mol,根据5.62g为硫和硫酸钡的质量,得出x=0.1mol,所以原来硫化钠晶体的质量m=nM=0.1mol×240g/mol=24g,
故答案为:24g.
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