Question

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）

高温

4CO（g）+BaS（s）△H₁=+571.2kJ?mol^-1  ①
BaSO₄（s）+2C（s）

高温

2CO₂（g）+BaS（s）△H₂=+226.2kJ?mol^-1  ②
（1）气体用过量NaOH溶液吸收，得到硫化钠．一定浓度的硫化钠溶液因向空气中释放臭味而称为“臭碱”，下列对这一现象的解释你认为最合理的是

 

（填序号）
A．硫化钠在水溶液中水解生成了NaOH和H₂S气体
B．硫化钠溶液因吸收空气中的氧气被氧化生成了NaOH，同时生成有臭味的气体
C．硫化钠溶液水解的过程中因吸收空气中的CO₂而放出H₂S气体
（2）向同物质的量浓度BaCl₂和KBr混合溶液中逐滴加入AgNO₃溶液，先生成

 

沉淀，当

c(Br-)

c(Cl-)

=

 

时，开始生成第二种沉淀，随着AgNO₃溶液的进一步滴加，此时生成的沉淀以

 

为主，且

c(Br-)

c(Cl-)

会

 

（填变大、变小、始终不变）．
[已知K_sp（AgBr）=5.4×10^-13，K_sp（AgCl）=2.0×10^-10]
（3）反应C（s）+CO₂（g）

高温

2CO（g）的△H=

 

kJ?mol^-1．
（4）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

 

．

Answer 1

考点：反应热和焓变,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：（1）硫化钠溶液水解呈碱性，吸收二氧化碳会促进水解；
（2）溶度积小的先沉淀；根据溶度积常数计算

c(Br-)

c(Cl-)

；根据影响溶度积常数的因素分析；
（3）利用盖斯定律计算反应热；
（4）加入过量C可提高冰晶石的转化率，同时维持反应进行．

解答： 解：（1）硫化钠溶液水解：S^2-+H₂OHS^-+OH^-；HS^-+H₂OH₂S+OH^-，呈碱性，吸收二氧化碳会促进水解生成硫化氢气体；
故答案为：C；
（2）溶度积小的先沉淀已知AgBr的溶度积小，所以AgBr先沉淀；当两种沉淀共存时，Ag⁺离子浓度相同，根据溶度积常数计算，c（Br^-）=

Ksp(AgBr)

c(Ag+)

，c（Cl^-）=

Ksp(AgCl)

c(Ag+)

，则

c(Br-)

c(Cl-)

=

5.4×10-13

2.0×10-10

=2.7×10^-3；开始生成第二种沉淀，随着AgNO₃溶液的进一步滴加，此时生成的沉淀以AgCl为主，

c(Br-)

c(Cl-)

=

Ksp(AgBr)

Ksp(AgCl)

，Ksp只与温度有关，温度不变Ksp不变，所以

c(Br-)

c(Cl-)

会始终不变；
故答案为：AgBr；2.7×10^-3；AgCl； 始终不变；
（3）利用盖斯定律求解：
BaSO₄（s）+4C（s）

高温  .

4CO（g）+BaS（s）△H₁=+571.2kJ?mol^-1 ①
BaSO₄（s）+2C（s）

高温  .

2CO₂（g）+BaS（s）△H₂=+226.2kJ?mol^-1 ②
将以上两个热化学方程式相减，然后除以2可得：
C（s）+CO₂（g）

高温  .

2CO（g）△H=

571.2kJ?mol-1-226.2kJ?mol-1

2

=+172.5kJ?mol^-1，
故答案为：+172.5；
（4）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．

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．