题目内容
（2013?烟台模拟）制备BaCl2和SO3的流程图如下：
已知；①BaSO4（s）+4C（s）
4CO（g）+BaS（s）△H1=571.2kJ?mol-1
②BaSO4（s）+4C（s）
2CO2（g）+BaS（s）△H2=226.2kJ?mol-1
（1）SO2用NaOH溶液吸收可得到NaHSO3溶液．已知在0.1mol?L-1的NaHSO3溶液中有关微粒浓度由大到小的顺序为：[Na+]＞[HSO3]＞[SO32-]＞[H2SO3]．则该溶液中[H+]
（2）向BaCl2溶液中加入Na2SO4和Na2CO3，当两种沉淀共存时
=
[Kφ（BaSO4）=1.1×10-10，Kφ（BaCO3）=5.1×10-9]
（3）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是
（4）在催化剂作用下发生反应：2SO2+O2
2SO3．反应达到平衡，判断该反应达到平衡状态的标志是
a．SO2和SO3浓度相等 b．SO2百分含量保持不变
c．容器中气体的压强不变 d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
（5）用SO2和O2制备硫酸，装置如图所示．电极为多孔材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触．
B极的电极反应式为
已知；①BaSO4（s）+4C（s）
| 高温 |
②BaSO4（s）+4C（s）
| 高温 |
（1）SO2用NaOH溶液吸收可得到NaHSO3溶液．已知在0.1mol?L-1的NaHSO3溶液中有关微粒浓度由大到小的顺序为：[Na+]＞[HSO3]＞[SO32-]＞[H2SO3]．则该溶液中[H+]
＞
＞
[OH-]（填“＜”、“＞”或“=”），简述理由（用简单的文字和离子方程式说明）c（SO32-）＞c（H2SO3），说明亚硫酸氢钠的电离程度大于水解程度，所以氢离子浓度大于氢氧根离子浓度
c（SO32-）＞c（H2SO3），说明亚硫酸氢钠的电离程度大于水解程度，所以氢离子浓度大于氢氧根离子浓度
．（2）向BaCl2溶液中加入Na2SO4和Na2CO3，当两种沉淀共存时
| c(SO42-) |
| c(CO32-) |
2.2×10-2
2.2×10-2
．[Ksp(BaSO4)=1.1×10-10，Ksp(BaCO3)=5.1×10-9][Kφ（BaSO4）=1.1×10-10，Kφ（BaCO3）=5.1×10-9]
（3）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是
使BaSO4得到充分的还原（或提高BaS的产量）
使BaSO4得到充分的还原（或提高BaS的产量）
，①②为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温
①②为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温
，无
无
．（4）在催化剂作用下发生反应：2SO2+O2
| 催化剂 |
| △ |
bc
bc
．（填字母）a．SO2和SO3浓度相等 b．SO2百分含量保持不变
c．容器中气体的压强不变 d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
（5）用SO2和O2制备硫酸，装置如图所示．电极为多孔材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触．
B极的电极反应式为
SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+
SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+
；电池总反应式为2SO2+O2+2H2O═2H2SO4
2SO2+O2+2H2O═2H2SO4
．分析：（1）NaHSO3溶液中存在反应：HSO3-?H++SO32-、HSO3-+H2O?OH-+H2SO3，由于 c（SO32-）＞c（H2SO3），所以电离程度大于水解；
（2）根据硫酸钡和碳酸钡的溶度积计算
；
（3）加入过量C可提高冰晶石的转化率，同时维持反应进行；
（4）根据达到平衡状态，各组分浓度不变，正逆反应速率相等进行分析；
（5）本题为SO2与O2反应生成SO3，SO3再与水化合生成硫酸，根据硫酸的出口判断正负极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，原电池放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动．
（2）根据硫酸钡和碳酸钡的溶度积计算
| c(SO42-) |
| c(CO32-) |
（3）加入过量C可提高冰晶石的转化率，同时维持反应进行；
（4）根据达到平衡状态，各组分浓度不变，正逆反应速率相等进行分析；
（5）本题为SO2与O2反应生成SO3，SO3再与水化合生成硫酸，根据硫酸的出口判断正负极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，原电池放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动．
解答：解：（1）由于NaHSO3溶液中，c（SO32-）＞c（H2SO3），说明亚硫酸氢钠的电离程度大于水解程度，反应的离子方程式为：HSO3-?H++SO32-、HSO3-+H2O?OH-+H2SO3，
故答案为：＞；c（SO32-）＞c（H2SO3），说明亚硫酸氢钠的电离程度大于水解程度，所以氢离子浓度大于氢氧根离子浓度；
（2）向BaC12溶液中加入Na2SO4和Na2CO3，当两种沉淀共存时，溶液中钡离子浓度相同，
c（SO42-））=
，c（CO32-）=
，
所以：
=
=2.2×10-2mol/L，
故答案为：2.2×10-2；
（3）加入过量C可提高冰晶石的转化率，以上反应为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温，
故答案为：使BaSO4得到充分的还原（或提高BaS的产量），①②为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温；
（4）a．SO2和SO3浓度相等，不能判断浓度是否变化，无法判断是否达到平衡状态，故a错误；
b．SO2百分含量保持不变，说明各组分的浓度不变，正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故b正确；
c．反应方程式两边气体的体积不相等，容器中气体的压强不变，说明各组分浓度不变，正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故c正确；
d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等，表示的都是正逆反应速率，无法判断正逆反应速率是否相等，故d错误；
故选：bc；
（5）该原电池中，负极上失电子被氧化，所以负极上投放的气体是二氧化硫，二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，正极上投放的气体是氧气，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，根据硫酸和水的出口方向知，B极是负极，A极是正极，所以B极上的电极反应式为：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+，
原电池放电时，氢离子由负极B移向正极A，所以其电池反应式为：2SO2+O2+2H2O═2H2SO4，
故答案为：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+；2SO2+O2+2H2O═2H2SO4．
故答案为：＞；c（SO32-）＞c（H2SO3），说明亚硫酸氢钠的电离程度大于水解程度，所以氢离子浓度大于氢氧根离子浓度；
（2）向BaC12溶液中加入Na2SO4和Na2CO3，当两种沉淀共存时，溶液中钡离子浓度相同，
c（SO42-））=
| 1.1×10-10 |
| c(Ba2+) |
| 5.1×10-9 |
| c(Ba2+) |
所以：
| c(SO42-) |
| c(CO32-) |
| 1.1×10-10 |
| 5.1×10-9 |
故答案为：2.2×10-2；
（3）加入过量C可提高冰晶石的转化率，以上反应为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温，
故答案为：使BaSO4得到充分的还原（或提高BaS的产量），①②为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温；
（4）a．SO2和SO3浓度相等，不能判断浓度是否变化，无法判断是否达到平衡状态，故a错误；
b．SO2百分含量保持不变，说明各组分的浓度不变，正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故b正确；
c．反应方程式两边气体的体积不相等，容器中气体的压强不变，说明各组分浓度不变，正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故c正确；
d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等，表示的都是正逆反应速率，无法判断正逆反应速率是否相等，故d错误；
故选：bc；
（5）该原电池中，负极上失电子被氧化，所以负极上投放的气体是二氧化硫，二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，正极上投放的气体是氧气，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，根据硫酸和水的出口方向知，B极是负极，A极是正极，所以B极上的电极反应式为：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+，
原电池放电时，氢离子由负极B移向正极A，所以其电池反应式为：2SO2+O2+2H2O═2H2SO4，
故答案为：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+；2SO2+O2+2H2O═2H2SO4．
点评：本题考查了制备BaCl2和SO3的流程，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．
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