Question

14．工业上制备BaCl₂的工艺流程图如下：

某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO₄）对工业过程进行模拟实验．查表得：
BaSO₄（s）+4C（s）$\stackrel{高温}{?}$4CO（g）+BaS（s）△H₁=+571.2kJ•mol^-1     ①
BaSO₄（s）+2C（s）$\stackrel{高温}{?}$2CO₂（g）+BaS（s）△H₂=+226.2kJ•mol^-1     ②
（1）流程图中气体用过量的NaOH溶液吸收，得到一种钠盐．写出该盐发生水解的离子方程式S^2-+H₂O?HS^-+OH^-、HS^-+H₂O?H₂S+OH^-．
（2）向0.1mol/L BaCl₂溶液中加入一定量的AgNO₃溶液和KBr溶液，当两种沉淀共存时，$\frac{c（B{r}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=2.7×10^-3，则K_sp（AgBr）=5.4×10^-13．[已知：K_sp（AgCl）=2.0×10^-10]
（3）反应2CO（g）$\stackrel{高温}{?}$C（s）+CO₂（g）的△H=-172.5kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）Na₂S水解呈碱性，且有两步水解，以第一步水解为主；
（2）当两种沉淀共存时，Ag⁺离子浓度相同，根据$\frac{Ksp（AgBr）}{Ksp（AgCl）}$=$\frac{c（Ag{\;}^{+}）•c（B{r}^{-}）}{c（Ag{\;}^{+}）•c（C{l}^{-}）}$，结合$\frac{c（B{r}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$和K_sp（AgCl）的值可计算出K_sp（AgBr）的值；
（3）利用盖斯定律，将②-①再除以2可得反应2CO（g）$\stackrel{高温}{?}$C（s）+CO₂（g），据此计算反应热；

解答 解：（1）Na₂S水解呈碱性，且有两步水解，以第一步水解为主，第一步水解生成离子HS^-，第二步水解生成H₂S，水解的离子方程式分别为S^2-+H₂O?HS^-+OH^-；
 HS^-+H₂O?H₂S+OH^-，
故答案为：S^2-+H₂O?HS^-+OH^-\HS^-+H₂O?H₂S+OH^-；
（2）当两种沉淀共存时，Ag⁺离子浓度相同，根据$\frac{Ksp（AgBr）}{Ksp（AgCl）}$=$\frac{c（Ag{\;}^{+}）•c（B{r}^{-}）}{c（Ag{\;}^{+}）•c（C{l}^{-}）}$，有K_sp（AgBr）=$\frac{c（B{r}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$×K_sp（AgCl）=2.7×10^-3×2.0×10^-10=5.4×10^-13，
故答案为：5.4×10^-13；
（3）根据反应BaSO₄（s）+4C（s）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4CO（g）+BaS（s）△H₁=571.2kJ•mol^-1     ①
BaSO₄（s）+2C（s）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO₂（g）+BaS（s）△H₂=226.2kJ•mol^-1    ②
利用盖斯定律，将②-①再除以2可得反应2CO（g）$\stackrel{高温}{?}$C（s）+CO₂（g）△H=$\frac{226.2kJ•mol{\;}^{-1}-571.2kJ•mol{\;}^{-1}}{2}$=-172.5kJ•mol^-1，
故答案为：-172.5．

点评 本题考查较为综合，题目具有一定难度，涉及盐类的水解、难溶电解质的溶解平衡、反应热的计算等问题，本题注意溶度积常数的利用．