Question

工业生产Na₂S常用方法是无水芒硝(Na₂SO₄)一碳还原法，其流程示意图如下：

(1)若煅烧阶段所得气体为等物质的量的CO和CO₂。写出煅烧时发生的总反应方程式：______________________。
(2)用碱液浸出产品比用热水更好，理由是__________________。
(3)废水中汞常用硫化钠除去，汞的除去率与溶液pH和硫化钠实际用量与理论用量比值x的关系如图所示。为使除汞达到最佳效果，应控制条件是________________。

(4)取Na₂S(含少量NaOH)，加入到CuSO₄溶液中，充分搅拌，若反应后溶液pH＝4，此时溶液中c(S^2－)＝________mol·L^－1[已知：CuS的K_sp＝8.8×10^－36；Cu(OH)₂的K_sp＝2.2×10^－20(保留2位有效数字)]。
(5)纳米Cu₂O常用电解法制备，制备过程用铜棒和石墨棒做电极，Cu(NO₃)₂做电解液。电解生成Cu₂O应在________；该电极pH将________(填“升高”“不变”或“降低”)，用电极方程式解释pH发生变化的原因______________________。

Answer 1

(1)3Na₂SO₄＋8C3Na₂S＋4CO₂↑＋4CO↑
(2)热水能促进Na₂S水解，而稀碱可抑制Na₂S水解
(3)pH介于9～10之间，x＝12
(4)4.0×10^－36 mol/L
(5)阴极　降低
2Cu^2＋＋2e^－＋H₂O=Cu₂O↓＋2H^＋

(1)由题意分析知反应除生成等物质的量的CO和CO₂外还生成Na₂S，注意条件为加热。(2)Na₂S是强碱弱酸盐，水解后溶液显碱性，加热会促进S^2－水解，而加碱则可以抑制其水解。(3)由图像可知当pH介于9～10时，x＝12时汞的除去率最大。(4)pH＝4，则c(OH^－)＝10^－10 mol/L，根据Cu(OH)₂溶度积可求得c(Cu^2＋)＝2.2 mol/L，代入CuS的溶度积求得c(S^2－)＝4×10^－36 mol/L。(5)Cu由＋2价变为＋1价，得电子，所以在阴极反应：2Cu^2＋＋2e^－＋H₂O=Cu₂O↓＋2H^＋，有H^＋生成，所以溶液的pH降低。
点拨：本题考查化学与技术，考查考生理论联系实际的能力。难度较大。