Question

1．工業(yè)生產(chǎn)Na₂S常用方法是無水芒硝（Na₂SO₄）-碳還原法，其流程示意圖如下：

（1）設(shè)煅燒階段所得氣體為等物質(zhì)的量的CO和CO₂，請(qǐng)寫出煅燒時(shí)發(fā)生的總反應(yīng)方程式：3Na₂SO₄+8C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Na₂S+4CO₂↑+4CO↑．
（2）用堿液浸出產(chǎn)品比用熱水更好，理由是熱水能促進(jìn)Na₂S水解，而稀堿可抑制Na₂S水解．
（3）取Na₂S（含少量NaOH）加入到CuSO₄（aq）中充分?jǐn)嚢�，產(chǎn)生混合沉淀后過濾．若濾液pH=4，則濾液中c（S^2-）=4.0×10^-36mol/Lmol•L^-1．（已知：CuS的K_sp=8.8×10^-36；Cu（OH）₂的K_sp=2.2×10^-20）
（4）納米Cu₂O常用電解法制備，制備過程用銅棒和石墨棒做電極，Cu（NO₃）₂（aq）做電解液．電解生成Cu₂O應(yīng)在陰極；該電極pH將降低（填“升高”、“不變”或“降低”），用電極方程式解釋pH發(fā)生變化的原因2Cu²⁺+2e^-+H₂O=Cu₂O↓+2H⁺．

Answer 1

分析 （1）煅燒中得到等物質(zhì)的量的CO和CO₂，S元素被還原得到Na₂S；
（2）熱水促進(jìn)硫化鈉水解，用堿液抑制硫化鈉水解；
（3）根據(jù)Cu（OH）₂溶度積可求得c（Cu²⁺），代入CuS的溶度積求得c（S^2-）；
（4）Cu由+2價(jià)變?yōu)?1價(jià)，得電子，所以陰極反應(yīng)式為：2Cu²⁺+2e^-+H₂O=Cu₂O↓+2H⁺．

解答 解：（1）煅燒中得到等物質(zhì)的量的CO和CO₂，S元素被還原得到Na₂S，反應(yīng)方程式為：3Na₂SO₄+8C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Na₂S+4CO₂↑+4CO↑，
故答案為：3Na₂SO₄+8C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Na₂S+4CO₂↑+4CO↑；
（2）Na₂S是強(qiáng)堿弱酸鹽，水解后溶液顯堿性，加熱會(huì)促進(jìn)S^2-水解，而加堿則可以抑制其水解，
故答案為：熱水能促進(jìn)Na₂S水解，而稀堿可抑制Na₂S水解；
（3）溶液pH=4，則溶液中c（OH^-）=10^-10 mol/L，根據(jù)Cu（OH）₂溶度積可得c（Cu²⁺）=$\frac{2.2×1{0}^{-20}}{（1{0}^{-10}）^{2}}$mol/L=2.2 mol/L，代入CuS的溶度積可得c（S^2-）=$\frac{8.8×1{0}^{-36}}{2.2}$mol/L=4.0×10^-36mol/L，
故答案為：4.0×10^-36mol/L；
（4）電解生成Cu₂O，Cu元素由+2價(jià)變?yōu)?1價(jià)，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，則Cu₂O在陰極生成，發(fā)生電極反應(yīng)式為：2Cu²⁺+2e^-+H₂O=Cu₂O↓+2H⁺，由于反應(yīng)中有H⁺生成，所以溶液的pH降低，
故答案為：陰；降低；2Cu²⁺+2e^-+H₂O=Cu₂O↓+2H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查制備方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，涉及常見化學(xué)工業(yè)、對(duì)操作的分析評(píng)價(jià)、溶度積計(jì)算、電解原理等知識(shí)，側(cè)重考查學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力、閱讀獲取信息的能力及知識(shí)遷移應(yīng)用，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑榻獯痍P(guān)鍵．