Question

硫酸鹽主要來(lái)自地層礦物質(zhì)，多以硫酸鈣、硫酸鎂的形態(tài)存在．
（1）已知：①Na₂SO₄（s）=Na₂S（s）+2O₂（g）；△H₁=+1011.0kJ?mol^-1
②C（s）+O₂（g）=CO₂（g）；△H₂=-393.5kJ?mol^-1
③2C（s）+O₂（g）=2CO（g）；△H₃=-221.0kJ?mol^-1
則反應(yīng)④Na₂SO₄（s）+4C（s）=Na₂S（s）+4CO（g）；△H₄=

 

kJ?mol^-1，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是

 

；工業(yè)上制備N(xiāo)a₂S不用反應(yīng)①，而用反應(yīng)④的理由是

 

．
（2）已知不同溫度下2SO₂+O₂═2SO₃的平衡常數(shù)見(jiàn)下表．

溫度（℃）	527	758	927
平衡常數(shù)	784	1.0	0.04

1233℃時(shí)，CaSO₄熱解所得氣體的主要成分是SO₂和O₂，而不是SO₃的原因是

 

．
（3）高溫時(shí)，用CO還原MgSO₄可制備高純MgO．
①750℃時(shí)，測(cè)得氣體中含等物質(zhì)的量SO₂和SO₃，此時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
②將上述反應(yīng)獲得的SO₂通入含PtCl₄^2-的酸性溶液，可還原出Pt，則反應(yīng)的離子方程式是

 

．
③由MgO可制成“鎂-次氯酸鹽”燃料電池，其裝置示意圖如右圖，則正極的電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡的調(diào)控作用

專(zhuān)題：基本概念與基本理論

分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算所需熱化學(xué)方程式，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)是△H-T△S＜0；硫化鈉易被氧氣氧化；
（2）分析圖表數(shù)據(jù)分析平衡常數(shù)隨溫度變化判斷反應(yīng)能量變化，結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析產(chǎn)物；
（3）①根據(jù)題目信息寫(xiě)出生成物，根據(jù)質(zhì)量守恒配平；
②SO₂通入含PtCl₄^2-的酸性溶液，可還原出Pt，二氧化硫被氧化為硫酸，結(jié)合電荷守恒和原子守恒配平書(shū)寫(xiě)；
③由圖可知鎂-次氯酸鹽”燃料電池中Mg與ClO^-、H₂O反應(yīng)生成Cl^-與Mg（OH）₂，正極上是次氯酸根離子得到電子生成氯離子；

解答： 解：（1）：①Na₂SO₄（s）=Na₂S（s）+2O₂（g）；△H₁=+1011.0kJ?mol^-1
②C（s）+O₂（g）=CO₂（g）；△H₂=-393.5kJ?mol^-1
③2C（s）+O₂（g）=2CO（g）；△H₃=-221.0kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律計(jì)算③×2+①得到反應(yīng)④的熱化學(xué)方程式為：Na₂SO₄（s）+4C（s）=Na₂S（s）+4CO（g）；△H₄=569.0KJ/mol，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是焓變△H＞0，△S＞0，高溫下滿(mǎn)足△H-T△S＜0反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，工業(yè)上制備N(xiāo)a₂S不用反應(yīng)①因?yàn)榉纸夂笊�成的硫化鈉易被氧氣氧化，而用反應(yīng)④Na₂SO₄（s）+4C（s）=Na₂S（s）+4CO（g），在一氧化碳環(huán)境中生成避免了硫化鈉被氧化；
故答案為：569.0；△S＞0；一氧化碳能保護(hù)硫化鈉不被氧化；
（2）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知，平衡常數(shù)隨溫度升高減小，說(shuō)明反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行，1233°C時(shí)，平衡常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1，氣體主要以二氧化硫和氧氣的形式存在；
故答案為：1233°C時(shí)，平衡常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1，氣體主要以二氧化硫和氧氣的形式存在；
（3）①用CO還原MgSO₄可得到MgO、CO₂、SO₂和SO₃，方程式為CO+2MgSO₄

高溫  .

2MgO+CO₂+SO₂+SO₃；
故答案為：CO+2MgSO₄

高溫  .

2MgO+CO₂+SO₂+SO₃；
②SO₂通入含PtCl₄^2-的酸性溶液，可還原出Pt，二氧化硫被氧化為硫酸，反應(yīng)的離子方程式為：PtCl₄^2-+SO₂+H₂O=SO₄^2-+4H⁺+4Cl^-+Pt↓；
故答案為：PtCl₄^2-+SO₂+H₂O=SO₄^2-+4H⁺+4Cl^-+Pt↓；
③由圖可知鎂-次氯酸鹽”燃料電池中Mg與ClO^-、H₂O反應(yīng)生成Cl^-與Mg（OH）₂，該電池反應(yīng)的總反應(yīng)方程式為Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂，正極電極反應(yīng)是ClO-離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-，負(fù)極電極反應(yīng)是Mg失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：Mg-2e^-+2OH^-=Mg（OH）₂，
故答案為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-；

點(diǎn)評(píng)：本題考查的知識(shí)點(diǎn)較多，既考查了電化學(xué)又考查了反應(yīng)熱的問(wèn)題，對(duì)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)能力有一定的要求，特別是根據(jù)圖中信息寫(xiě)電極反應(yīng)，要求學(xué)生有較好從圖中獲取信息的能力，整個(gè)題目難度較大．