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重晶石（BaSO4）是重要的化工原料，製備氫氧化鋇晶體[Ba(OH)2·8H2O]的流程如下：（1）寫出煆燒?重晶石（BaSO4）是重要的化工原料，製備氫氧化鋇晶體[Ba(OH)2·8H2O]的流程如下：（1）寫出煆燒時發生反應的熱化學方程式：____________________________。（2）寫出氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體混合反應的化學方程式：_____________________。（3）為檢測煆燒時產生的CO，可將煆燒產生的氣體通入PbCl2溶液中，出現黑色沉澱和產生一種無色無味能使澄清石灰水變渾濁的氣體，試寫出該反應的化學方程式：_____。（4）向BaSO4沉澱中加入飽和Na2CO3溶液，充分攪拌，棄去上層清液，如此處理多次，可使BaSO4全部轉化為BaCO3。發生的反應可表示為：BaSO4(s)+CO32－(aq)BaCO3(s)+SO42－(aq)現有0.20molBaSO4，加入1.0L2.0mol?L－1飽和Na2CO3溶液處理，假設c(SO42－)起始≈0平衡時，K=4.0x10－2，求反應達到平衡時發生轉化的BaSO4的物質的量。(寫出計算過程結果保留2位有效數字)（5）試從平衡的角度解釋BaSO4可轉化為BaCO3的原因：________________________。

匿名用戶 | 2017-05-23 08:33

全部答案

（共1個回答）
  • （17分）
    （1）BaSO 4 (s) + 4C(s)="BaS(s)" + 4CO(g)  △H="+571.2" kJ?mol －1  
    （4分，其中：方程式2分，ΔH 2分，錯漏單位扣1分，狀態錯漏0分。其他計量數，合理即給分）
    （2）Ba(OH) 2 ·8H 2 O +2NH 4 Cl=BaCl 2 +2NH 3 ↑+10 H 2 O （2分，寫Ba(OH) 2 反應給0分）
    （3）CO +PbCl 2 +H 2 O=Pb↓+CO 2 ↑+2HCl （2分）
    （4）設發生轉化的BaSO 4 的物質的量為xmol，則平衡時c(SO 4 2 － )為x mol?L －1 （1分）
    BaSO 4 （s）+CO 3 2 － BaCO 3 （s）+SO 4 2 －
    起始濃度(mol?L －1 )：        2.0                              0
    轉化濃度(mol?L －1 )：         x                               x
    平衡濃度(mol?L －1 )：      (2.0—x)                 x       （1分）
    K= = =4.0×10 －2   （2分，其中列式、代入數值各1分）
    x = 7.7×10 －2   （2分，單位、有效數字錯漏合扣1分）
    答：發生轉化的BaSO 4 的物質的量為7.7×10 －2 mol
    （5）BaSO 4 沉澱中存在沉澱溶解平衡：BaSO 4 (s) Ba 2+ (aq) + SO 4 2 － (aq) （1分），加入飽和碳酸鈉溶液，CO 3 2 － 濃度增大，使Q c (BaCO 3 )=c(Ba 2+ )×c(CO 3 2 － )＞K sp (BaCO 3 ) ，形成碳酸鋇的過飽和溶液，因此析出BaCO 3 沉澱（1分），c(Ba 2+ )減小，使BaSO 4 沉澱向溶解方向移動，BaSO 4 轉化為BaCO 3 （1分）。（合理即給分）


    試題分析：（1）硫酸鋇與焦碳在高溫下發生氧化還原反應，生成硫化鋇和一氧化碳，硫元素由+6降為—2價，碳元素由0升為+2價，根據化合價升降總數相等配平，則該反應為；BaSO 4 (s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)；將已知反應編號為①②③，觀察發現，②×2+③—①可得重晶石與焦碳的反應式，根據蓋斯定律，BaSO 4 (s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)的焓變=②的焓變×2+③的焓變—①的焓變=[—221×2—460—（—1473.2）]kJ/mol=+571.2 kJ/mol；（2）銨鹽與強堿能發生複分解反應，生成鹽、氨氣和水，由此推斷：Ba(OH) 2 ·8H 2 O +2NH 4 Cl=BaCl 2 +2NH 3 ↑+10 H 2 O；依題意，一氧化碳被氧化成二氧化碳，碳元素由+2升為+4價，則CO是還原劑，由此推斷氯化鉛是氧化劑，被還原為黑色的單質鉛，根據化合價升降總數相等配平，該反應為CO +PbCl 2 +H 2 O=Pb↓+CO 2 ↑+2HCl；（4）設發生轉化的BaSO 4 的物質的量為xmol，則平衡時c(SO 4 2 － )為x mol?L －1 （1分）
    BaSO 4 （s）+CO 3 2 － BaCO 3 （s）+SO 4 2 －
    起始濃度(mol?L －1 )：        2.0                              0
    轉化濃度(mol?L －1 )：         x                               x
    平衡濃度(mol?L －1 )：       (2.0-x)                x       （1分）
    K= = =4.0×10 －2   （2分，其中列式、代入數值各1分）
    x = 7.7×10 －2   （2分，單位、有效數字錯漏合扣1分）
    答：發生轉化的BaSO 4 的物質的量為7.7×10 －2 mol。
    （5）BaSO 4 沉澱中存在沉澱溶解平衡：BaSO 4 (s)
    匿名用戶 | 2017-05-23 08:33

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