Question

工業(yè)上制備BaCl₂的工藝流程圖如下：
某研究小組在實驗室用重晶石（主要成分BaSO₄）對工業(yè)過程進行模擬實驗．查表得
BaSO₄（s）+4C（s）

高溫

4CO（g）+BaS（s）△H₁=+571.2kJ?mol^-1  ①
BaSO₄（s）+2C（s）

高溫

2CO₂（g）+BaS（s）△H₂=+226.2kJ?mol^-1  ②
（1）氣體用過量NaOH溶液吸收，得到硫化鈉．一定濃度的硫化鈉溶液因向空氣中釋放臭味而稱為“臭堿”，下列對這一現(xiàn)象的解釋你認為最合理的是

 

（填序號）
A．硫化鈉在水溶液中水解生成了NaOH和H₂S氣體
B．硫化鈉溶液因吸收空氣中的氧氣被氧化生成了NaOH，同時生成有臭味的氣體
C．硫化鈉溶液水解的過程中因吸收空氣中的CO₂而放出H₂S氣體
（2）向同物質(zhì)的量濃度BaCl₂和KBr混合溶液中逐滴加入AgNO₃溶液，先生成

 

沉淀，當

c(Br-)

c(Cl-)

=

 

時，開始生成第二種沉淀，隨著AgNO₃溶液的進一步滴加，此時生成的沉淀以

 

為主，且

c(Br-)

c(Cl-)

會

 

（填變大、變小、始終不變）．
[已知K_sp（AgBr）=5.4×10^-13，K_sp（AgCl）=2.0×10^-10]
（3）反應C（s）+CO₂（g）

高溫

2CO（g）的△H=

 

kJ?mol^-1．
（4）實際生產(chǎn)中必須加入過量的炭，同時還要通入空氣，其目的是

 

．

Answer 1

考點：反應熱和焓變,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：（1）硫化鈉溶液水解呈堿性，吸收二氧化碳會促進水解；
（2）溶度積小的先沉淀；根據(jù)溶度積常數(shù)計算

c(Br-)

c(Cl-)

；根據(jù)影響溶度積常數(shù)的因素分析；
（3）利用蓋斯定律計算反應熱；
（4）加入過量C可提高冰晶石的轉(zhuǎn)化率，同時維持反應進行．

解答： 解：（1）硫化鈉溶液水解：S^2-+H₂OHS^-+OH^-；HS^-+H₂OH₂S+OH^-，呈堿性，吸收二氧化碳會促進水解生成硫化氫氣體；
故答案為：C；
（2）溶度積小的先沉淀已知AgBr的溶度積小，所以AgBr先沉淀；當兩種沉淀共存時，Ag⁺離子濃度相同，根據(jù)溶度積常數(shù)計算，c（Br^-）=

Ksp(AgBr)

c(Ag+)

，c（Cl^-）=

Ksp(AgCl)

c(Ag+)

，則

c(Br-)

c(Cl-)

=

5.4×10-13

2.0×10-10

=2.7×10^-3；開始生成第二種沉淀，隨著AgNO₃溶液的進一步滴加，此時生成的沉淀以AgCl為主，

c(Br-)

c(Cl-)

=

Ksp(AgBr)

Ksp(AgCl)

，Ksp只與溫度有關，溫度不變Ksp不變，所以

c(Br-)

c(Cl-)

會始終不變；
故答案為：AgBr；2.7×10^-3；AgCl； 始終不變；
（3）利用蓋斯定律求解：
BaSO₄（s）+4C（s）

高溫  .

4CO（g）+BaS（s）△H₁=+571.2kJ?mol^-1 ①
BaSO₄（s）+2C（s）

高溫  .

2CO₂（g）+BaS（s）△H₂=+226.2kJ?mol^-1 ②
將以上兩個熱化學方程式相減，然后除以2可得：
C（s）+CO₂（g）

高溫  .

2CO（g）△H=

571.2kJ?mol-1-226.2kJ?mol-1

2

=+172.5kJ?mol^-1，
故答案為：+172.5；
（4）加入過量C可提高冰晶石的轉(zhuǎn)化率，以上反應為吸熱反應，炭和氧氣反應放熱維持反應所需高溫；
故答案為：使BaSO₄得到充分的還原（或提高BaS的產(chǎn)量），①②為吸熱反應，炭和氧氣反應放熱維持反應所需高溫．

點評：本題考查較為綜合，題目具有一定難度，涉及鹽類的水解、難溶電解質(zhì)的溶解平衡、反應熱的計算等問題，本題注意溶度積常數(shù)的利用．