Question

18．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）$\stackrel{高溫}{?}$4CO（g）+BaS（s）△H₁=571.2kJ•mol-1     ①
BaSO₄（s）+2C（s）$\stackrel{高溫}{?}$2CO₂（g）+BaS（s）△H₂=226.2kJ•mol-1     ②
（1）氣體用過量NaOH溶液吸收，得到硫化鈉．Na₂S水解的離子方程式為S^2-+H₂O?HS^-+OH^-、HS^-+H₂O?H₂S+OH^-．
（2）反應C（s）+CO₂（g）$\stackrel{高溫}{?}$2CO（g）的△H₂=172.5kJ•mol^-1．
（3）實際生產中必須加入過量的炭，同時還要通入空氣，其目的使BaSO4得到充分的還原，①②為吸熱反應，炭和氧氣反應放熱維持反應所需高溫．

Answer 1

分析 （1）Na₂S對應的為二元弱酸氫硫酸，硫離子水解分步完成，以第一步水解為主；
（2））根據(jù)所給的熱化學方程式，結合要求的反應，利用蓋斯定律來分析計算；
（3）加入過量C可提高重晶石的轉化率，同時維持反應進行．

解答 解：（1）Na₂S水解的離子方程式為S^2-+H₂O?HS^-+OH^-、HS^-+H₂O?H₂S+OH^-，
故答案為：S^2-+H₂O?HS^-+OH^-、HS^-+H₂O?H₂S+OH^-；
（2）利用蓋斯定律求解：
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\;}}{\;}$2CO₂（g）+BaS（s）△H₂=226.2kJ•mol^-1 ②
將以上兩個熱化學方程式相減，然后除以2可得：
C（s）+CO₂（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO（g）△H=$\frac{571.2LJ/mol-226.2KJ/mol}{2}$=+172.5kJ•mol^-1，
故答案為：+172.5；
（3）加入過量C可提高重晶石的轉化率，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，①②為吸熱反應，炭和氧氣反應放熱維持反應所需高溫．

點評 本題考查較綜合，涉及鹽類水解、蓋斯定律計算反應熱等，把握相關反應原理為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，題目難度中等．