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(2009•徐州三模)工业上用重晶石(BaSO4)制备BaCO3的常用方法主要有高温煅烧还原法、沉淀转化法等.高温煅烧还原法的工艺流程可简单的表示如下:已知:BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g

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(2009•徐州三模)工业上用重晶石(BaSO4)制备BaCO3的常用方法主要有高温煅烧还原法、沉淀转化法等.高温煅烧还原法的工艺流程可简单的表示如下:

已知:BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)△H=+571.2kJ•mol-1
Ba(s)+S(s)+2O2(g):BaSO4(s)△H=-1473.2kJ•mol-1
Ba(s)+S(s)=BaS(g)△H=-460kJ•mol-1
请回答:
(1)C(s)和O2(g)反应生成CO(g)的热化学方程式为
C(s)+
1
2
(s)O2(g)=CO(g)△H=-110.5KJ/mol
C(s)+
1
2
(s)O2(g)=CO(g)△H=-110.5KJ/mol

(2)工业上煅烧重晶石矿粉时,为使BaSO4得到充分的还原和维持反应所需的高温,应采取的措施是______.
(3)沉淀转化法制备BaCO3可用饱和Na2CO3溶液将BaSO4转化为BaCO3:BaSO4(s)+CO32-(aq)=BaCO3(s)+SO42-(aq)
则:①在实验室将少量BaSO4沉淀全部转化为BaCO3的实验操作方法与步骤为______.
②与高温煅烧还原法相比,(用饱和Na2CO3溶液的)沉淀转化法的优点主要有______.
③已知:Ksp(BaCO3)=2.8×10-9,Ksp(BaSO4)=1.07×10-10.现欲用沉淀转化法将0.39mol BaSO4全部转化为BaCO3,如每次用1.00L 2.0mol•L-1Na2CO3溶液处理,至少需要处理______次才能达到目的.
▼优质解答
答案和解析
(1)①BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)△H=+571.2kJ•mol-1
②Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s)△H=-1473.2kJ•mol-1
③Ba(s)+S(s)=BaS(g)△H=-460kJ•mol-1
依据盖斯定律②-③+①得到:4C(s)+2O2(g)=4CO(g)△H=-442kJ/mol;
得到热化学方程式为:C(s)+
1
2
O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ/mol;
故答案为:C(s)+
1
2
O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ/mol;
(2)工业上煅烧重晶石矿粉时,为使BaSO4得到充分的还原和维持反应所需的高温,平衡正向进行,应采取的措施是加入过量的炭,同时通入空气;
故答案为:加入过量的炭,同时通入空气;
(3)①在实验室将少量BaSO4沉淀全部转化为BaCO3的实验操作方法是将适量饱和Na2CO3溶液加入BaSO4沉淀中,充分搅拌,静置、弃去上层清液,如此操作,反复多次直到BaSO4全部转化为BaCO3
故答案为:将适量饱和Na2CO3溶液加入BaSO4沉淀中,充分搅拌,静置、弃去上层清液,如此操作,反复多次(直到BaSO4全部转化为BaCO3);
②与高温煅烧还原法相比,(用饱和Na2CO3溶液的)沉淀转化法的优点主要有节约能源,无污染物生成,节能环保;
故答案为:节能,环保等;
③设每次能处理BaSO4的物质的量为x
BaSO4+CO32-═BaCO3+SO42-
2-x                x
K=
c(SO42−)
c(CO32−)
=
x
2.0−x
=
1.07×10−10
2.58×10−9
=0.041,
x=0.079
外理次数
0.39mol
0.079mol
=4.9;则至少处理5次;
故答案为:5;
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