Question

10．硫酸鹽在生產(chǎn)生活中有廣泛應(yīng)用．
Ⅰ．工業(yè)上以重晶石（主要成分BaSO₄）為原料制備BaCl₂，其工藝流程示意圖如下：

某研究小組查閱資料得：
BaSO₄（s）+4C（s）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4CO（g）+BaS（s）；△H₁=+571.2kJ•mol^-1       ①
BaSO₄（s）+2C（s）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO₂（g）+BaS（s）；△H₂=+226.2kJ•mol^-1      ②
（1）用過量NaOH溶液吸收氣體，得到硫化鈉．該反應(yīng)的離子方程式是：H₂S+2OH^-═2S^2-+H₂O．
S^2-+H₂O?HS^-+OH^-；HS^-+H₂O?H₂S+OH^-
（2）反應(yīng)C（s）+CO₂（g）═2CO（g）的△H=+172.5 kJ•mol^-1 ．
（3）實(shí)際生產(chǎn)中必須加入過量的炭，同時(shí)還要通入空氣，其目的有兩個(gè)：
①從原料角度看，使BaSO₄得到充分的還原（或提高BaS的產(chǎn)量）；
②從能量角度看，①②為吸熱反應(yīng)，炭和氧氣反應(yīng)放熱維持反應(yīng)所需高溫．
（4）該小組同學(xué)想對(duì)BaSO₄在水中的沉淀溶解平衡做進(jìn)一步研究，查資料發(fā)現(xiàn)在某溫度時(shí)BaSO₄在水中的沉淀溶解平衡曲線如1圖所示．該小組同學(xué)提出以下四種觀點(diǎn)：
①當(dāng)向含有SO₄^2-的溶液中加入Ba²⁺使SO₄^2-沉淀完全，則此時(shí)SO₄^2-在溶液中的濃度為0
②加入Na₂SO₄可以使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn)
③通過蒸發(fā)可以使溶液由d點(diǎn)變到c點(diǎn)
④d點(diǎn)無BaSO₄沉淀生成其中正確的是④（填序號(hào)）．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）硫化氫和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硫化鈉和水；
（2）根據(jù)蓋斯定律書寫B(tài)aSO₄（s）+4C（s）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4CO（g）+BaS（s）△H₁=571.2kJ•mol^-1     ①
BaSO₄（s）+2C（s）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO₂（g）+BaS（s）△H₂=226.2kJ•mol^-1    ②
將以上兩個(gè)熱化學(xué)方程式相減，然后除以2可得；
（3）加入過量C可提高冰晶石的轉(zhuǎn)化率，同時(shí)維持反應(yīng)進(jìn)行；
（4）①難溶電解質(zhì)溶液中存在電離平衡；
②加人Na₂SO₄后平衡逆向移動(dòng)，但仍在線上移動(dòng)；
③蒸發(fā)使離子濃度增大，d點(diǎn)不可能到c點(diǎn)；
④d點(diǎn)表示Qc＜K_sp，溶液不飽和．

解答 解：Ⅰ．（1）硫化氫和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硫化鈉和水，離子反應(yīng)方程式為：H₂S+2OH^-═2S^2-+H₂O，
故答案為：H₂S+2OH^-═2S^2-+H₂O；
（2）BaSO₄（s）+4C（s）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4CO（g）+BaS（s）△H₁=571.2kJ•mol^-1     ①
BaSO₄（s）+2C（s）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO₂（g）+BaS（s）△H₂=226.2kJ•mol^-1    ②
將以上兩個(gè)熱化學(xué)方程式相減，然后除以2可得：
C（s）+CO₂（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO（g）△H=$\frac{571.2KJ/mol-226KJ/mol}{2}$=+172.5kJ•mol^-1，
故答案為：+172.5 kJ•mol^-1 ；
（3）加入過量C使BaSO₄得到充分的還原（或提高BaS的產(chǎn)量），可提高冰晶石的轉(zhuǎn)化率，
故答案為：使BaSO₄得到充分的還原（或提高BaS的產(chǎn)量）；
（4）①當(dāng)向含有SO₄^2-的溶液中加入Ba²⁺使SO₄^2-沉淀完全，此時(shí)溶液中還有部分硫酸鋇，硫酸鋇是強(qiáng)電解質(zhì)，完全電離，所以溶液中硫酸根離子濃度不是0，故①錯(cuò)誤；
②硫酸鋇溶液中存在著溶解平衡，a點(diǎn)在平衡曲線上，加入Na₂SO₄，會(huì)增大c（SO₄^2-），平衡左移，c（Ba²⁺）應(yīng)降低，故②錯(cuò)誤；
③d點(diǎn)時(shí)溶液不飽和，蒸發(fā)溶劑水，c（SO₄^2-）、c（Ba²⁺）均增大，故③錯(cuò)誤；
④d點(diǎn)表示Qc＜K_sp，溶液不飽和，不會(huì)有沉淀析出，故④正確；
故選④，
故答案為：④．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池原理、難溶物的溶解平衡、蓋斯定律等知識(shí)點(diǎn)，注意原電池中離子的移動(dòng)方向、難溶電解質(zhì)在水中的沉淀溶解平衡特點(diǎn)，題目難度中等．