Question

（1）请你从中选择最为合理的生产流程，并简要说明理由。

（2）若由原料S的转化率为75%，制SO₂的转化率为90%，SO₂制Na₂SO₃的转化率为95%，则用于制S和Na₂SO₃的原料质量比为多少，才能最多地制得Na₂S₂O₃？（其他消耗不计）

Answer 1

解析：（1）欲判断提供的流程中的哪一种更适合于化工生产，则应从原料来源的难易、价格的高低、工艺的复杂性等综合考虑。流程A中的FeS在自然界中没有现存矿产，来源受阻。用H₂S和SO₂制备S不适合工业化生产。NaOH的价格远比Na₂CO₃的高，用NaOH吸收SO₂制Na₂SO₃会加大生产成本。

流程B的原料是黄铁矿，这是一种自然矿料，来源广，价格低，适用于S和SO₂的生产，且用碳酸钠替代NaOH吸收SO₂，降低了生产成本。

流程C中的原料是Na₂S，自然界中没有，是一种二级工业原料，价高量少，不利于大规模生产，更何况用氯气制S也不适合工业生产要求。根据以上分析，流程B具有原料来源丰富、价格低、工艺简单成熟的优点，是三种流程中较优的一种。

（2）设1 mol FeS₂原料中有x用于制S，则有1 mol－x的FeS₂用于制备Na₂SO₃。根据FeS₂～2S及FeS₂～2SO₂～2Na₂SO₃可得生成S的物质的量n（S）＝2x×0.75＝1.5x，生成Na₂SO₃的物质的量n（Na₂SO₃）＝2×（1 mol－x）×0.9×0.95＝1.71 mol－1.71x，由反应Na₂SO₃＋S====Na₂S₂O₃知，若要最多地制得Na₂S₂O₃，必须满足n（S）＝n（Na₂SO₃），即1.5x＝1.71 mol－1.71x，解之得x＝0.533 mol。因同种物质的物质的量之比等于其质量比，故用于制S和Na₂SO₃的原料质量比为1.14∶1。

答案：（1）B（理由见解析）  （2）1.14∶1