重晶石（BaSO4）难溶于水，要转化成BaCO3再制备其他钡盐．工业上

问题问答题

重晶石（BaSO₄）难溶于水，要转化成BaCO₃再制备其他钡盐．工业上一般采用高温煅烧还原法；实验室可以采用沉淀转化法．

●高温煅烧还原法

（1）煅烧还原的热化学方程式为：______

有关的数据：Ba（s）+S（s）+2O₂（g）=BaSO₄（s）；△H=-1473.2kJ•mol^-1

C（s）+

O₂（g）=CO（g）；△H=-110.5kJ•mol^-1

Ba（s）+S（s）=BaS（s）；△H=-460kJ•mol^-1

（2）经检验BaS的水溶液呈碱性，原因是（用离子方程式表示）：______．

●沉淀转化法

向BaSO₄沉淀中加入饱和Na₂CO₃溶液，充分搅拌，弃去上层清液．如此处理多次，直到BaSO₄全部转化为BaCO₃：BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）≒BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）（平衡常数K=0.042）

（3）现有0.20mol BaSO₄，每次用1.00L 2.0mol•L^-1饱和Na₂CO₃溶液处理，假定BaSO₄能全部转化，至少需要处理多少次？（写出计算过程）

（4）从“绿色化学”角度分析，用饱和Na₂CO₃溶液沉淀转化法的优点是______．

答案

（1）根据盖斯定律：a、Ba（s）+S（s）+2O₂（g）=BaSO₄（s）；△H=-1473.2kJ•mol^-1

b、C（s）+

O₂（g）=CO（g）；△H=-110.5kJ•mol^-1

c、Ba（s）+S（s）=BaS（s）；△H=-460kJ•mol^-1，反应BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g）和a、b、c之间的关系是4b-a+c，所以BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g）△H=+571.2 kJ•mol^-1，故答案为：BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g）△H=+571.2 kJ•mol^-1；

（2）在硫化钡中，硫离子水解而使得硫化钡显碱性，即S^2-+H₂O

HS^-+OH^-，故答案为：S^2-+H₂O

HS^-+OH^-；

（3）设每次用1.00L 2.0 mol•L^-1饱和Na₂CO₃溶液能处理xmol BaSO₄，

BaSO₄+CO₃^2-=BaCO₃+SO₄²

（2.0-x） mol•L^-1 x mol•L^-1

根据K=

c(SO42-)

c(CO32-)

2.0-x

=0.042

解得：x=0.081，处理次数=

0.2mol

0.081mol

=2.5

答：至少处理3次；

（4）用饱和Na₂CO₃溶液沉淀转化法的优点是节能、环保，故答案为：节能，环保．