Question

（10分）工業上制備BaCl₂的工藝流程圖如圖：

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。查資
料得：
BaSO₄(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s)  ΔH₁ = +571．2 kJ·mol^-1  ①
BaSO₄(s) + 2C(s)2CO₂(g) + BaS(s)  ΔH₂= +226．2 kJ·mol^-1  ②
（1）①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                                                  。
②常溫下，相同濃度的Na₂S和NaHS溶液中，下列說法正確的是    （填字母）。

A．Na2S溶液的pH比NaHS溶液pH小

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(S2-)都增大

E．NaHS溶液中：c(Na⁺) ＞c(HS^-) ＞c(OH^-) ＞c (H⁺)
（2）向BaCl₂溶液中加入AgNO₃和KBr，當兩種沉淀共存時，=       。 【已知：K_sp(AgBr)=5．4×10^-13，K_sp(AgCl)=2．0×10^-10】
（3）反應C(s) + CO₂(g)2CO(g)的ΔH =                     
（4）實際生產中必須加入過量的炭，同時還要通入空氣，其目的是：              （只要求答一條）。

Answer 1

（1）S^2－＋H₂OHS^－＋OH^－；D、E；（2）2．7×10^-3；（3）+172．5KJ/mol；（4）炭過量使BaSO₄充分還原

試題分析：（1）①BaSO₄與焦炭在高溫下發生反應產生BaS，BaS與鹽酸發生反應：BaS+2HCl=BaCl₂+H₂S↑。H₂S 氣體被NaOH溶液吸收得到Na₂S。Na₂S是強堿弱酸鹽，弱酸根離子水解使溶液顯堿性。水解的離子方程式為S^2－＋H₂OHS^－＋OH^－。②A．NaHS是H₂S 的一級電離產生的，Na₂S是H₂S 的二級電離產生的，對于多元弱酸來說，一級電離＞＞二級電離。溶液的酸性主要一級電離決定。根據鹽的水解規律：有弱才水解，誰弱誰水解，，越弱越水解，誰強顯誰性。所以溶液的堿性Na₂S＞NaHS。即Na₂S溶液的pH比NaHS溶液pH大。錯誤。B．在兩種物質的溶液中都含有Na⁺、S^2-、HS^-、H₂S、H⁺、OH^-。離子種類相同。錯誤。C．當向Na₂S溶液中加入鹽酸時，首先發生S^2-+H⁺=HS^-，沒有氣體產生；然后發生HS^-+H⁺=H₂S↑，放出氣體。而向NaHS溶液中加入鹽酸時立即發生HS^-+H⁺=H₂S↑，放出氣體。所以兩溶液中滴入同體積同濃度的鹽酸，產生氣體速率不相等。錯誤。D．當向Na₂S和NaHS的溶液中分別加入NaOH溶液時由于增大了OH-離子的濃度，所以水解平衡：S^2－＋H₂OHS^－＋OH^－、HS^－＋H₂OH₂S＋OH^－逆向移動。使c(S^2-)都增大。所以正確。E．NaHS=Na⁺+ HS^－; HS^－發生水解反應 HS^－＋H₂OH₂S＋OH^－要消耗，所以c(Na⁺) ＞c(HS^-)；HS^－水解消耗了水電離產生的H+，使H+的濃度減小，最終當達到水的電離平衡時c(OH^-) ＞c (H⁺) 。鹽的電離遠大于弱電解質水的電離，所以c(HS^-) ＞c(OH^-)。因此E．NaHS溶液中：c(Na⁺) ＞c(HS^-) ＞c(OH^-) ＞c (H⁺) 。正確。（2）向BaCl₂溶液中加入AgNO₃和KBr，發生反應：Ag⁺+Cl^-="AgCl↓;" Ag⁺+Br^-=AgBr↓．K_sp(AgBr)= C(Ag⁺)·C(Br^-) =5．4×10^-13; K_sp(AgCl)= C(Ag⁺)·C(Cl^-)=2．0×10^-10當兩種沉淀共存時,C(Ag⁺)相同。。(3) （①-②）÷2可得：反應C(s) + CO₂(g) 2CO(g)的ΔH =+172．5KJ/mol；（4）實際生產中必須加入過量的炭，同時還要通入空氣，其目的是使BaSO₄充分還原得到BaS。₄的用途、Na₂S和NaHS溶液的比較、溶度積常數的應用及熱化學方程式的書寫等知識。