Question

(11分)工業上制備BaCl₂的工藝流程圖如圖7：

某研究小組在實驗室用重晶石（主要成分BaSO₄）對工業過程進行模擬實驗。

已知：BaSO₄(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s)  △H₁ = +571.2 kJ·mol^-1   ①

BaSO₄(s) + 2C(s)2CO₂(g) + BaS(s)   △H₂= +226.2 kJ·mol^-1   ②

（1）高溫焙燒時常把原料粉碎，目的是_________________________________

（2）常溫下，相同濃度的Na₂S和NaHS溶液中，說法正確的是：      (3分)

A. Na₂S溶液的pH比NaHS溶液pH大

B. 兩溶液中含有的離子種類不同

C. 兩溶液中滴入同體積同濃度的鹽酸，產生氣體速率相等

D. 兩溶液中加入NaOH固體，c(S^2-)都增大

E. NaHS溶液中：c(Na⁺) ＞ c(HS^-)＞ c(OH^-) ＞ c(H⁺) ＞ c(S^2-)

（3）反應C(s) + CO₂(g)2CO(g)的△H =                  

（4）制備BaCl₂的工藝流程圖中氣體A用過量NaOH溶液吸收,得到硫化鈉。Na₂S水解的離子方程式為：                                   

（5）實際生產中必須加入過量的炭，同時還要通入空氣，目的是：                                                          

                                            （寫出一種原因即可）

 

Answer 1

【答案】

（1）增大反應物的接觸面積，加快反應速率

（2）ADE （各1分,兩對一錯得1分）

（3）+172.5 kJ·mol^-1 (無單位得1分)

（4）S^2- + H₂OHS^- + OH^- (只寫第一步即可)

（5）使BaSO₄得到充分還原（或C和O₂反應放熱維持反應所需高溫）（寫一種即得2分）

【解析】（1）把原料粉碎可以增大反應物的接觸面積，加快反應速率。

（2）相同濃度的硫化鈉的水解程度大于硫氫化鈉的，所以前者的堿性強。B不正確，所含有的離子種類完全是相同的，都含有Na⁺、HS^-、OH^- 、H⁺、S^2-五種離子。硫化鈉和鹽酸反應需要經過2步才能生成硫化氫氣體。而NaHS直接就生成氣體，后者的速率快，C不正確。硫化鈉水解都顯堿性，加入氫氧化鈉能抑制水解。同時NaHS和氫氧化鈉反應生成硫化鈉，所以D是正確的。NaHS的水解程度大于電離程度，所以顯堿性，因此E也是正確的。

（3）根據蓋斯定律可知①－②即得2C(s) + 2CO₂(g)4CO(g)，所以C(s) + CO₂(g)2CO(g)的反應熱是

（4）硫化鈉水解顯堿性，且是分步水解。

（5）碳一方面是還原劑，另一方面燃燒放出的熱量維持反應的進行。