Question

（2009?中山模擬）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：

BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g）△H=+571.2kJ?mol^-1

有關的數(shù)據(jù)：Ba（s）+S（s）+2O₂（g）=BaSO₄（s）；△H=-1473.2kJ?mol^-1
C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）；△H=-110.5kJ?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）：

S^2-+H₂OHS^-+OH^-

．
●沉淀轉化法
向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）+CO₃^2-（aq）≒BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）（平衡常數(shù)K=0.042）
（3）現(xiàn)有0.20mol BaSO₄，每次用1.00L 2.0mol?L^-1飽和Na₂CO₃溶液處理，假定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，用飽和Na₂CO₃溶液沉淀轉化法的優(yōu)點是

節(jié)能，環(huán)保

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律來回答計算；
（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．

解答：解：（1）根據(jù)蓋斯定律：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，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
答：至少處理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．

點評：本題考查了學生用蓋斯定律計算反應熱以及沉淀轉化的有關知識，可以根據(jù)所學知識進行回答，難度不大．