Question

（2009?中山模拟）重晶石（BaSO₄）难溶于水，要转化成BaCO₃再制备其他钡盐．工业上一般采用高温煅烧还原法；实验室可以采用沉淀转化法．
●高温煅烧还原法

（1）煅烧还原的热化学方程式为：

BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g）△H=+571.2kJ?mol^-1

有关的数据：Ba（s）+S（s）+2O₂（g）=BaSO₄（s）；△H=-1473.2kJ?mol^-1
C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）；△H=-110.5kJ?mol^-1
Ba（s）+S（s）=BaS（s）；△H=-460kJ?mol^-1
（2）经检验BaS的水溶液呈碱性，原因是（用离子方程式表示）：

S^2-+H₂OHS^-+OH^-

．
●沉淀转化法
向BaSO₄沉淀中加入饱和Na₂CO₃溶液，充分搅拌，弃去上层清液．如此处理多次，直到BaSO₄全部转化为BaCO₃：BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）≒BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）（平衡常数K=0.042）
（3）现有0.20mol BaSO₄，每次用1.00L 2.0mol?L^-1饱和Na₂CO₃溶液处理，假定BaSO₄能全部转化，至少需要处理多少次？（写出计算过程）
（4）从“绿色化学”角度分析，用饱和Na₂CO₃溶液沉淀转化法的优点是

节能，环保

．

Answer 1

分析：（1）根据盖斯定律来回答计算；
（2）在溶液中，硫离子水解导致溶液显示碱性；
（3）根据化学方程式和化学平衡常数进行计算；
（4）根据所发生的化学反应来判断分析方法的优点．

解答：解：（1）根据盖斯定律：a、Ba（s）+S（s）+2O₂（g）=BaSO₄（s）；△H=-1473.2kJ?mol^-1
b、C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）；△H=-110.5kJ?mol^-1
c、Ba（s）+S（s）=BaS（s）；△H=-460kJ?mol^-1，反应BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g）和a、b、c之间的关系是4b-a+c，所以BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g）△H=+571.2 kJ?mol^-1，故答案为：BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g）△H=+571.2 kJ?mol^-1；
（2）在硫化钡中，硫离子水解而使得硫化钡显碱性，即S^2-+H₂O  HS^-+OH^-，故答案为：S^2-+H₂O  HS^-+OH^-；
（3）设每次用1.00L 2.0 mol?L^-1饱和Na₂CO₃溶液能处理xmol BaSO₄，
      BaSO₄ +CO₃^2-=BaCO₃ +SO₄²
     （2.0-x） mol?L^-1   x mol?L^-1
根据K=

c(SO42-)

c(CO32-)

=

x

2.0-x

=0.042
解得：x=0.081，处理次数=

0.2mol

0.081mol

=2.5
答：至少处理3次；
（4）用饱和Na₂CO₃溶液沉淀转化法的优点是节能、环保，故答案为：节能，环保．

点评：本题考查了学生用盖斯定律计算反应热以及沉淀转化的有关知识，可以根据所学知识进行回答，难度不大．