Question

（2008?江蘇）工業(yè)上制備BaCl₂的工藝流程圖如下：
某研究小組在實(shí)驗(yàn)室用重晶石（主要成分BaSO₄）對(duì)工業(yè)過(guò)程進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)．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(guò)量NaOH溶液吸收，得到硫化鈉．Na₂S水解的離子方程式為

S^2-+H₂OHS^-+OH^-；HS^-+H₂OH₂S+OH^-

；
（2）向BaCl₂溶液中加入AgNO₃和KBr，當(dāng)兩種沉淀共存時(shí)，

c(Br-)

c(Cl-)

=

2.7×10^-3

；[K_sp（AgBr）=5.4×10^-13，K_sp（AgCl）=2.0×10^-10]
（3）反應(yīng)C（s）+CO₂（g）

高溫  .

2CO（g）的△H₂=

172.5

kJ?mol^-1；
（4）實(shí)際生產(chǎn)中必須加入過(guò)量的炭，同時(shí)還要通入空氣，其目的是

使BaSO₄得到充分的還原（或提高BaS的產(chǎn)量），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．

．

Answer 1

分析：（1）Na₂S水解呈堿性，且有兩步水解，以第一步水解為主；
（2）根據(jù)溶度積常數(shù)計(jì)算

c(Br-)

c(Cl-)

；
（3）利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱；
（4）加入過(guò)量C可提高冰晶石的轉(zhuǎn)化率，同時(shí)維持反應(yīng)進(jìn)行．

解答：解：（1）Na₂S水解呈堿性，且有兩步水解，以第一步水解為主，第一步水解生成離子HS^-，第二步水解生成H₂S，水解的離子方程式分別為S^2-+H₂OHS^-+OH^-；
 HS^-+H₂OH₂S+OH^-，故答案為：S^2-+H₂OHS^-+OH^-； HS^-+H₂OH₂S+OH^-；
（2）當(dāng)兩種沉淀共存時(shí)，Ag⁺離子濃度相同，根據(jù)溶度積常數(shù)計(jì)算，c（Br^-）=

Ksp(AgBr)

c(Ag+)

，c（Cl^-）=

Ksp(AgCl)

c(Ag+)

，則

c(Br-)

c(Cl-)

=

Ksp(AgBr)

Ksp(AgCl)

=

5.4×10-13

2.0×10-10

=2.7×10^-3．
故答案為：2.7×10^-3；
（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(gè)熱化學(xué)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(guò)量C可提高冰晶石的轉(zhuǎn)化率，以上反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，炭和氧氣反應(yīng)放熱維持反應(yīng)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(yīng)，炭和氧氣反應(yīng)放熱維持反應(yīng)所需高溫．

點(diǎn)評(píng)：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(yīng)熱的計(jì)算等問(wèn)題，本題注意溶度積常數(shù)的利用．