Question

14．工業(yè)上制備BaCl₂的工藝流程圖如圖：

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}{?}$2CO₂（g）+BaS（s）△H₂=+226.2kJ•mol^-1     ②
（1）氣體用過量NaOH溶液吸收，得到硫化鈉．Na₂S水解的離子方程式為S^2-+H₂O?HS^-+OH^-、HS^-+H₂O?H₂S+OH^-．
（2）向BaCl₂溶液中加入AgNO₃和KBr，當兩種沉淀共存時，$\frac{c（B{r}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=2.7×10^-3．
[K_sp（AgBr）=5.4×10^-13，K_sp（AgCl）=2.0×10^-10]
（3）反應C（s）+CO₂（g）$\stackrel{高溫}{?}$2CO（g）的△H=+172.5kJ•mol^-1．

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，據(jù)此寫出其水解的離子方程式；
（2）根據(jù)溶度積常數(shù)計算$\frac{c（B{r}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$；
（3）利用蓋斯定律及已知熱化學方程式計算該反應的焓變．

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-+H₂O?HS^-+OH^-、HS^-+H₂O?H₂S+OH^-，
故答案為：S^2-+H₂O?HS^-+OH^-、HS^-+H₂O?H₂S+OH^-；
（2）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^-）=$\frac{{K}_{sp}（AgBr）}{c（A{g}^{+}）}$，c（Cl^-）=$\frac{{K}_{sp}（AgCl）}{c（A{g}^{+}）}$，則$\frac{c（B{r}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{5.4×1{0}^{-13}}{2.0×1{0}^{-10}}$=2.7×10^-3，
故答案為：2.7×10^-3；
（3）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

根據(jù)蓋斯定律$\frac{①-②}{2}$可得：
C（s）+CO₂（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO（g）△H=$\frac{571.2kJ•mo{l}^{-1}-226.2kJ•mo{l}^{-1}}{2}$=+172.5kJ•mol^-1，
故答案為：+172.5．

點評 本題考查蓋斯定律在反應熱中的計算、難溶物溶度積的計算，題目難度中等，試題較為綜合，涉及鹽類的水解、難溶電解質的溶解平衡、反應熱的計算等知識，注意掌握蓋斯定律的內容及應用方法，明確溶度積的概念、鹽的水解原理，試題培養(yǎng)了學生的靈活應用能力．