Question

18．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}{?}$2CO₂（g）+BaS（s）△H₂=226.2kJ•mol-1     ②
（1）气体用过量NaOH溶液吸收，得到硫化钠．Na₂S水解的离子方程式为S^2-+H₂O?HS^-+OH^-、HS^-+H₂O?H₂S+OH^-．
（2）反应C（s）+CO₂（g）$\stackrel{高温}{?}$2CO（g）的△H₂=172.5kJ•mol^-1．
（3）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的使BaSO4得到充分的还原，①②为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温．

Answer 1

分析 （1）Na₂S对应的为二元弱酸氢硫酸，硫离子水解分步完成，以第一步水解为主；
（2））根据所给的热化学方程式，结合要求的反应，利用盖斯定律来分析计算；
（3）加入过量C可提高重晶石的转化率，同时维持反应进行．

解答 解：（1）Na₂S水解的离子方程式为S^2-+H₂O?HS^-+OH^-、HS^-+H₂O?H₂S+OH^-，
故答案为：S^2-+H₂O?HS^-+OH^-、HS^-+H₂O?H₂S+OH^-；
（2）利用盖斯定律求解：
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\;}}{\;}$2CO₂（g）+BaS（s）△H₂=226.2kJ•mol^-1 ②
将以上两个热化学方程式相减，然后除以2可得：
C（s）+CO₂（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO（g）△H=$\frac{571.2LJ/mol-226.2KJ/mol}{2}$=+172.5kJ•mol^-1，
故答案为：+172.5；
（3）加入过量C可提高重晶石的转化率，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，①②为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温．

点评 本题考查较综合，涉及盐类水解、盖斯定律计算反应热等，把握相关反应原理为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度中等．