Question

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．

Answer 1

分析：（1）结合反应转化物质的转化利用元素守恒思想来解决；
（2）根据氧化还原反应中电子守恒，得出碘单质和硫代硫酸钠、以及硫化钠之间的关系，代入数据计算即可；
（3）①根据极限假设法利用元素守恒的思想来计算即可；
②计算CO和CO₂各自的物质的量，再根据化学方程式列等式，确定结果；
（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，放出H₂S气体1.12L，还发生反应2HCl+Na₂S=2NaCl+H₂S↑，根据n=

m

M

计算S的物质的量，进而计算生成S的反应中参加反应的Na₂S、Na₂SO₃各自的物质的量，根据n=

V

Vm

计算H₂S的物质的量，进而计算与盐酸反应生成H₂S气体需要Na₂SO₃的物质的量，再根据m=nM计算样品中Na₂S的质量．

解答：解：（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：I₂～2S₂O₃^2-，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．

点评：本题涉及含硫化合物的性质以及元素守恒思想的计算，属于综合知识的考查题，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度大．