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硫化钠是用于皮革鞣制的重要化学试剂,可用无水芒硝(Na2SO4)与炭粉在高温下反应而制得,反应方程式如下:Na2SO4+4C→Na2S+4CONa2SO4+4CO→Na2S+4CO2(1)现有无水芒硝17.75g,若生成过程中无水
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硫化钠是用于皮革鞣制的重要化学试剂,可用无水芒硝(Na2SO4)与炭粉在高温下反应而制得,反应方程式如下:Na2SO4+4C→Na2S+4CO Na2SO4+4CO→Na2S+4CO2
(1)现有无水芒硝17.75g,若生成过程中无水芒硝的利用率为80%,则理论上可得到 Na2S___g,最多生成标况下的CO___L.
(2)若在反应过程中生成的Na2S 3mol,则消耗的碳单质的物质的量 n的范围是___mol≤n≤___mol,若生成等物质的量CO和CO2,则消耗的碳的物质的量为___mol.
(3)Na2S放置在空气中,会被缓慢氧化成Na2SO4 及 Na2SO3,现称取已经部分氧化的硫化钠样品78.40g 溶于水中,加入足量盐酸,充分反应后过滤得沉淀19.20g,放出H2S气体2.24L(标准状况).请计算:78.40g样品中各氧化产物的物质的量(写出必要的计算过程).
(1)现有无水芒硝17.75g,若生成过程中无水芒硝的利用率为80%,则理论上可得到 Na2S___g,最多生成标况下的CO___L.
(2)若在反应过程中生成的Na2S 3mol,则消耗的碳单质的物质的量 n的范围是___mol≤n≤___mol,若生成等物质的量CO和CO2,则消耗的碳的物质的量为___mol.
(3)Na2S放置在空气中,会被缓慢氧化成Na2SO4 及 Na2SO3,现称取已经部分氧化的硫化钠样品78.40g 溶于水中,加入足量盐酸,充分反应后过滤得沉淀19.20g,放出H2S气体2.24L(标准状况).请计算:78.40g样品中各氧化产物的物质的量(写出必要的计算过程).
▼优质解答
答案和解析
(1)无水芒硝17.75g的物质的量=
=0.125mol,若生成过程中无水芒硝的利用率为80%,根据硫元素守恒可知,则理论上可得到 Na2S的质量是0.125mol×80%×78g/molg/mol=7.8g,根据反应方程式:Na2SO4+4C=Na2S+4CO,最多生成一氧化碳物质的量是0.125mol×80%×4=0.4mol,体积是8.96L,故答案为:7.8,8.96;
(2)若生成的气体为CO,消耗的碳的物质的量最多,由Na2SO4+4C
Na2S+4CO↑可知,生成3molNa2S需要碳的物质的量为3mol×4=12mol,若生成的气体为CO2,消耗的碳的物质的量最少,根据电子转移守恒可知,生成3molNa2S需要碳的物质的量为6mol,故消耗的碳单质的物质的量 n的范围是6mol≤n≤12mol;
若产生的气体最终只有CO2,反应中C元素化合价由0价升高为+4价,根据电子转移守恒可知,生成3molNa2S需要碳的物质的量为
=6mol;
若生成等物质的量CO和CO2,令各自物质的量为ymol,根据电子注意守恒,则2y+4y=3×[6-(-2)],解得y=4,根据碳原子守恒可知,需要碳的物质的量为4mol+4mol=8mol,
故答案为:6;12;8;
(3)19.2g为硫的物质的量是0.6mol,由方程式:2Na2S+Na2SO3+6HCl=NaCl+3S↓+3H2O可知,参加该反应的Na2S为0.6mol×
=0.4mol,Na2SO3的物质的量为0.6mol×
=0.2mol,2.24LH2S气体的物质的量为
=0.1mol,根据反应2HCl+Na2S=2NaCl+H2S↑可知,参加该反应的Na2S的物质的量为0.1mol,故样品中Na2SO4的质量为78.40g-0.2mol×126g/mol-(0.4mol+0.1mol)×78g/mol=14.2g,故Na2SO4的物质的量为
=0.1mol,
故78.40g样品中氧化产物:Na2SO3为0.2mol,Na2SO4为0.1mol,
答:78.40g样品中氧化产物:Na2SO3为0.2mol,Na2SO4为0.1mol.
17.75g |
142g/mol |
(2)若生成的气体为CO,消耗的碳的物质的量最多,由Na2SO4+4C
| ||
若产生的气体最终只有CO2,反应中C元素化合价由0价升高为+4价,根据电子转移守恒可知,生成3molNa2S需要碳的物质的量为
3mol[6-(-2)] |
4 |
若生成等物质的量CO和CO2,令各自物质的量为ymol,根据电子注意守恒,则2y+4y=3×[6-(-2)],解得y=4,根据碳原子守恒可知,需要碳的物质的量为4mol+4mol=8mol,
故答案为:6;12;8;
(3)19.2g为硫的物质的量是0.6mol,由方程式:2Na2S+Na2SO3+6HCl=NaCl+3S↓+3H2O可知,参加该反应的Na2S为0.6mol×
2 |
3 |
1 |
3 |
2.24L |
22.4L/mol |
14.2g |
142g/mol |
故78.40g样品中氧化产物:Na2SO3为0.2mol,Na2SO4为0.1mol,
答:78.40g样品中氧化产物:Na2SO3为0.2mol,Na2SO4为0.1mol.
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