Question

硫酸鹽主要來自地層礦物質，多以硫酸鈣、硫酸鎂的形態(tài)存在．
（1）已知：①Na₂SO₄（s）=Na₂S（s）+2O₂（g）；△H₁=+1011.0kJ?mol^-1
②C（s）+O₂（g）=CO₂（g）；△H₂=-393.5kJ?mol^-1
③2C（s）+O₂（g）=2CO（g）；△H₃=-221.0kJ?mol^-1
則反應④Na₂SO₄（s）+4C（s）=Na₂S（s）+4CO（g）；△H₄=

 

kJ?mol^-1，該反應能自發(fā)進行的原因是

 

；工業(yè)上制備Na₂S不用反應①，而用反應④的理由是

 

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（2）已知不同溫度下2SO₂+O₂═2SO₃的平衡常數(shù)見下表．

溫度（℃）	527	758	927
平衡常數(shù)	784	1.0	0.04

1233℃時，CaSO₄熱解所得氣體的主要成分是SO₂和O₂，而不是SO₃的原因是

 

．
（3）高溫時，用CO還原MgSO₄可制備高純MgO．
①750℃時，測得氣體中含等物質的量SO₂和SO₃，此時反應的化學方程式是

 

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②將上述反應獲得的SO₂通入含PtCl₄^2-的酸性溶液，可還原出Pt，則反應的離子方程式是

 

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③由MgO可制成“鎂-次氯酸鹽”燃料電池，其裝置示意圖如右圖，則正極的電極反應式為

 

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Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學電源新型電池,化學平衡的調控作用

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算所需熱化學方程式，反應自發(fā)進行的判斷依據(jù)是△H-T△S＜0；硫化鈉易被氧氣氧化；
（2）分析圖表數(shù)據(jù)分析平衡常數(shù)隨溫度變化判斷反應能量變化，結合平衡移動原理分析產(chǎn)物；
（3）①根據(jù)題目信息寫出生成物，根據(jù)質量守恒配平；
②SO₂通入含PtCl₄^2-的酸性溶液，可還原出Pt，二氧化硫被氧化為硫酸，結合電荷守恒和原子守恒配平書寫；
③由圖可知鎂-次氯酸鹽”燃料電池中Mg與ClO^-、H₂O反應生成Cl^-與Mg（OH）₂，正極上是次氯酸根離子得到電子生成氯離子；

解答： 解：（1）：①Na₂SO₄（s）=Na₂S（s）+2O₂（g）；△H₁=+1011.0kJ?mol^-1
②C（s）+O₂（g）=CO₂（g）；△H₂=-393.5kJ?mol^-1
③2C（s）+O₂（g）=2CO（g）；△H₃=-221.0kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律計算③×2+①得到反應④的熱化學方程式為：Na₂SO₄（s）+4C（s）=Na₂S（s）+4CO（g）；△H₄=569.0KJ/mol，該反應能自發(fā)進行的原因是焓變△H＞0，△S＞0，高溫下滿足△H-T△S＜0反應自發(fā)進行，工業(yè)上制備Na₂S不用反應①因為分解后生成的硫化鈉易被氧氣氧化，而用反應④Na₂SO₄（s）+4C（s）=Na₂S（s）+4CO（g），在一氧化碳環(huán)境中生成避免了硫化鈉被氧化；
故答案為：569.0；△S＞0；一氧化碳能保護硫化鈉不被氧化；
（2）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知，平衡常數(shù)隨溫度升高減小，說明反應是放熱反應，升溫平衡逆向進行，1233°C時，平衡常數(shù)遠遠小于1，氣體主要以二氧化硫和氧氣的形式存在；
故答案為：1233°C時，平衡常數(shù)遠遠小于1，氣體主要以二氧化硫和氧氣的形式存在；
（3）①用CO還原MgSO₄可得到MgO、CO₂、SO₂和SO₃，方程式為CO+2MgSO₄

高溫  .

2MgO+CO₂+SO₂+SO₃；
故答案為：CO+2MgSO₄

高溫  .

2MgO+CO₂+SO₂+SO₃；
②SO₂通入含PtCl₄^2-的酸性溶液，可還原出Pt，二氧化硫被氧化為硫酸，反應的離子方程式為：PtCl₄^2-+SO₂+H₂O=SO₄^2-+4H⁺+4Cl^-+Pt↓；
故答案為：PtCl₄^2-+SO₂+H₂O=SO₄^2-+4H⁺+4Cl^-+Pt↓；
③由圖可知鎂-次氯酸鹽”燃料電池中Mg與ClO^-、H₂O反應生成Cl^-與Mg（OH）₂，該電池反應的總反應方程式為Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂，正極電極反應是ClO-離子得到電子發(fā)生還原反應，電極反應為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-，負極電極反應是Mg失去電子發(fā)生氧化反應，電極反應為：Mg-2e^-+2OH^-=Mg（OH）₂，
故答案為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-；

點評：本題考查的知識點較多，既考查了電化學又考查了反應熱的問題，對學生綜合運用知識能力有一定的要求，特別是根據(jù)圖中信息寫電極反應，要求學生有較好從圖中獲取信息的能力，整個題目難度較大．