Question

【題目】硫化鈉是重要的化工原料，大多采用無(wú)水芒硝（Na2SO4）—炭粉還原法制備，原理為Na2SO4＋2CNa2S＋2CO2↑。其主要流程如下：

（1） Na2S溶液顯堿性，寫出相關(guān)反應(yīng)的方程式（主要）______，上述流程中采用稀堿液比用熱水更好，理由是___________。

（2）常溫下，等體積、等物質(zhì)的量濃度的NaHS溶液與Na2S溶液混合，混合溶液中c(S2－)_____c(HS－) （填“大于”、“小于”或“等于”）。若混合溶液的pH=10，則c(HS－)＋3c(H2S)－c(S2－)= ___________________

（3）已知：I2＋2S2O32-=2I－＋S4O62-。上述所制得的Na2S·9H2O晶體中含有Na2S2O3·5H2O等雜質(zhì)。為測(cè)定產(chǎn)品的成分，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，步驟如下：

a. 取試樣10.00 g配成500.00 mL溶液。

b. 取所配溶液25.00 mL于碘量瓶中，加入過(guò)量ZnCO3懸濁液除去Na2S后，過(guò)濾，向?yàn)V液中滴入2～3滴淀粉溶液，用0.050 00 mol·L－1I2溶液滴定至終點(diǎn)，用去5.00mL I2溶液。

c. 再取所配溶液25.00 mL于碘量瓶中，加入50.00 mL 0.050 00 mol·L－1的I2溶液，并滴入2～3滴淀粉溶液，振蕩。用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定多余的I2，用去15.00 mL 0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3溶液。

①步驟b中用ZnCO3除去Na2S的離子方程式為________。

②判斷步驟c中滴定終點(diǎn)的方法為______________。

③計(jì)算試樣中Na2S·9H2O和Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)_________（寫出計(jì)算過(guò)程）。

Answer 1

【答案】 熱水會(huì)促進(jìn)Na2S水解，而稀堿液能抑制Na2S水解 小于 1×10-4mol/L或2×(10-4-10-10)mol/L 溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變色 步驟b中消耗的I2有：

n(I2)=0.05000 mol·L－1×5.00 mL×10－3 L·mL－1=2.500×10－4mol

n(Na2S2O3·5H2O)=2n(I2)=5.000×10－4 mol

w(Na2S2O3·5H2O)=×100%=×100%=24.8%，

步驟c中，加入的I2：

n(I2)=0.05000 mol·L－1×50.00 mL×10－3 L·mL－1=2.500×10－3 mol

由步驟b可知25mL溶液中Na2S2O3消耗的I2：2.500×10－4 mol

滴入的標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液消耗多余的I2：15mL×10-3 L·mL－1×0.1000mol·L－1×=7.5×10－4 mol

溶液中有Na2S有：

n(Na2S)=(2.500×10-3-2.500×10-4-7.5×10－4)mol=1.500×10－3mol

w(Na2S·9H2O)=×100%==72.0%

【解析】

（1）H2S為二元弱酸，S2-的水解主要是一級(jí)水解，其反應(yīng)方程式為：；因水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度有利于水解的進(jìn)行，熱水會(huì)促進(jìn)Na2S水解，而稀堿液能抑制Na2S水解；

（2）S2-的水解程度大于HS-，而S2-水解生成HS-，而S2-水解程度大于HS-電離，故c(S2-)<c(HS-)；等濃度等體積的NaHS溶液與Na2S溶液混合，鈉元素的物質(zhì)的量為硫元素的物質(zhì)的量的1.5倍，故，根據(jù)電荷守恒：，兩式聯(lián)立可得：，常溫下，pH=10，c(H+)=1×10-10mol/L，c(OH-)=1×10-4mol/L，故；

（3）①ZnCO3除去Na2S的離子方程式為：；

②滴定終點(diǎn)時(shí)I2完全反應(yīng)，所以滴定終點(diǎn)為：溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變色；

③樣品中N2S·9H2O和Na2S2O3·5H2O均可以與I2反應(yīng)，步驟b中測(cè)量的Na2S2O3·5H2O的量，步驟c測(cè)量的是樣品中Na2S·9H2O和Na2S2O3·5H2O的總量，求Na2S·9H2O的量，用總量減去Na2S2O3·5H2O的量即可；

步驟b中消耗的I2有：

n(I2)=0.05000 mol·L－1×5.00 mL×10－3 L·mL－1=2.500×10－4mol

n(Na2S2O3·5H2O)=2n(I2)=5.000×10－4 mol

w(Na2S2O3·5H2O)=×100%=×100%=24.8%，

步驟c中，加入的I2：

n(I2)=0.05000 mol·L－1×50.00 mL×10－3 L·mL－1=2.500×10－3 mol

由步驟b可知25mL溶液中Na2S2O3消耗的I2：2.500×10－4 mol

滴入的標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液消耗多余的I2：15mL×10-3 L·mL－1×0.1000mol·L－1×=7.5×10－4 mol

溶液中有Na2S有：n(Na2S)=(2.500×10-3-2.500×10-4-7.5×10－4)mol=1.500×10－3mol，

w(Na2S·9H2O)=×100%==72.0%。