Question

重晶石（BaSO₄）難溶于水，要轉化成BaCO₃再制備其他鋇鹽．工業(yè)上一般采用高溫煅燒還原法；實驗室可以采用沉淀轉化法．
●高溫煅燒還原法

（1）煅燒還原的熱化學方程式為

 

．
有關的數(shù)據(jù)：Ba（s）+S（s）+20₂（g）=BaSO₄（s）△H=-1.47321kJ?mol^-1
C（s）+

1

2

0₂（g）=CO（g）△H=-110.51kJ?mol^-1
Ba（s）+S（s）=BaS（s）△H=-460kJ?mol^-1
（2）經(jīng)檢驗BaS的水溶液呈堿性，原因是（用離子方程式表示）

 

．
●沉淀轉化法
BaSO₄沉淀中加入飽和Na₂CO₃溶液，充分攪拌，棄去上層清液．如此處理多次，直到BaSO₄全部轉化為BaCO₃：BaSO₄（s）+CO

2- 3

（aq）?BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）（平衡常數(shù)K=O.042）
（3）現(xiàn)有0.20mol BaSO₄，每次用1.0L 2.0mol?L^-1飽和Na₂CO₃溶液處理，BaSO₄能全部轉化，至少需要處理多少次？（寫出計算過程）

 

（4）從“綠色化學”角度分析，射飽和Na₂CO₃溶液沉淀轉化法的優(yōu)點是

 

．
（5）火力發(fā)電廠燃煤排煙，釋放出大量的氮氧化物、二氧化碳等氣體．某熱電廠同時具有煙氣脫硝、脫硫、二氧化碳捕集（脫碳）設施，成為高效、節(jié)能、綠色環(huán)保燃煤電廠．其中脫硝采用催化還原法，C0（NH₂）₂ （尿素）作還原劑，在加熱條件下催化還原氮氧化物，1mol CO（NH₂）₂反應時失去6mol電子，請寫出尿素與二氧化氮反應的化學方程式

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律結合題目中已知的熱化學方程式來計算；
（2）在溶液中，硫離子水解導致溶液顯示堿性；
（3）根據(jù)化學方程式和化學平衡常數(shù)進行計算；
（4）根據(jù)所發(fā)生的化學反應來判斷分析方法的優(yōu)點；
（5）根據(jù)已知反應物和生成物利用元素守恒，結合得失電子守恒書寫方程式．

解答：解：（1）a、Ba（s）+S（s）+2O₂（g）=BaSO₄（s）；△H=-1473.2kJ?mol^-1
b、C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）；△H=-110.5kJ?mol^-1
c、Ba（s）+S（s）=BaS（s）；△H=-460kJ?mol^-1，
根據(jù)蓋斯定律：反應BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g）和a、b、c之間的關系是4b-a+c，
所以BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g）△H=+571.2 kJ?mol^-1，
故答案為：BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g）△H=+571.2 kJ?mol^-1；
（2）在硫化鋇中，硫離子水解而使得硫化鋇顯堿性，即S^2-+H₂O?HS^-+OH^-，故答案為：S^2-+H₂O?HS^-+OH^-；
（3）設每次用1.00L 2.0 mol?L^-1飽和Na₂CO₃溶液能處理xmol BaSO₄，
BaSO₄ +CO₃^2-=BaCO₃ +SO₄²
    （2.0-x）mol?L^-1  x mol?L^-1
根據(jù)K=

c(SO42-)

c(CO32-)

=

x

2.0-x

=0.042
解得：x=0.081，處理次數(shù)=

0.2mol

0.081mol

=2.5，所以至少處理3次；
故答案為：3次；
（4）用飽和Na₂CO₃溶液沉淀轉化法的優(yōu)點是節(jié)能、環(huán)保，故答案為：節(jié)能，環(huán)保；
（5）C0（NH₂）₂ （尿素）作還原劑，在加熱條件下催化還原氮氧化物，根據(jù)元素守恒則反應產物為N₂、CO₂和H₂O，1mol CO（NH₂）₂反應時失去6mol電子，根據(jù)得失電子守恒配平方程式為：6NO₂+4CO（NH₂）₂

催化劑  .

7N₂+4CO₂+8H₂O，
故答案為：6NO₂+4CO（NH₂）₂

催化劑  .

7N₂+4CO₂+8H₂O．

點評：本題考查了學生用蓋斯定律計算反應熱、鹽類水解的離子方程式的書寫、化學方程式的書寫以及沉淀轉化的有關知識，側重于對學生計算能力的考查，難度中等．