Question

17．硫酸鹽主要來自地層礦物質(zhì)，多以硫酸鈣、硫酸鎂的形態(tài)存在，硫酸鹽有著許多重要的應(yīng)用．
（1）已知某溫度下的四個反應(yīng)：
①Na₂SO₄（s）═Na₂S（s）+2O₂（g）△H₁
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-394.0kJ/mol    
③2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₃=-221.5kJ/mol
④Na₂SO₄（s）+4C（s）═Na₂S（s）+4CO（g）△H₄=+569.0kJ/mol；回答下列問題：
＜1＞反應(yīng)①中△H₁=+1012.0kJ/mol；反應(yīng)①中反應(yīng)物（Na₂SO₄）的總能量比生成物（Na₂S、O₂）的總能量低（填“高”或“低”）
＜2＞工業(yè)上利用反應(yīng)④制備Na₂S時，往往會采取下列兩種措施：
a．加入過量的炭，目的是保證Na₂SO₄得到充分反應(yīng)或提高Na₂SO₄的利用率
b．通入適量的空氣，目的是C和CO與空氣中的氧氣反應(yīng)，放出的熱量維持反應(yīng)④所需的能量
（2）高溫時，用CO還原MgSO₄可制備高純的MgO．
＜1＞750℃時，測得反應(yīng)后的氣體中含等物質(zhì)的量SO₂和SO₃．寫出該條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式2MgSO₄+CO$\frac{\underline{\;750℃\;}}{\;}$2MgO+SO₂+SO₃+CO₂
＜2＞目前已經(jīng)制成“鎂--次氯酸鹽”燃料電池，其工作原理如右圖所示，該電池反應(yīng)的化學(xué)方程程式為Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂
（3）PbSO₄難溶于水但可溶解于醋酸溶液，你認(rèn)為下列原因中最有可能的是①③⑤（填序號）
①醋酸鉛可溶于水      
②醋酸鉛屬于強電解質(zhì)
③醋酸鉛屬于弱電解質(zhì)  
 ④醋酸是弱酸，所以醋酸能與PbSO₄反應(yīng)
⑤醋酸鉛在水中形成電離平衡時的c（Pb²⁺）小于PbSO₄形成溶解平衡時的c（Pb²⁺）

Answer 1

分析 （1）＜1＞依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算△H；
＜2＞在反應(yīng)Na₂SO₄（s）+4C（s）═Na₂S（s）+4CO（g）中加入過量的炭，保證Na₂SO₄得到充分反應(yīng)或提高Na₂SO₄的利用率；通入適量的空氣，C和CO與空氣中的氧氣反應(yīng)，放出的熱量維持反應(yīng)④所需的能量；
（2）＜1＞根據(jù)題目信息寫出生成物，根據(jù)質(zhì)量守恒配平；
＜2＞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；
（3）硫酸鉛在水溶液里存在溶解平衡，加入醋酸時，醋酸根離子和鉛離子生成弱電解質(zhì)醋酸鉛，促進(jìn)硫酸鉛溶解．

解答 解：（1）＜1＞已知某溫度下的四個反應(yīng)：
①Na₂SO₄（s）═Na₂S（s）+2O₂（g）△H₁
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-394.0kJ/mol    
③2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₃=-221.5kJ/mol
④Na₂SO₄（s）+4C（s）═Na₂S（s）+4CO（g）△H₄=+569.0kJ/mol；
據(jù)蓋斯定律，④-③×2得Na₂SO₄（s）═Na₂S（s）+2O₂（g）△H₁=569.0kJ/mol+221.5kJ/mol×2=1012.0kJ/mol，反應(yīng)放熱說明反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，
故答案為：+1012.0；低；
＜2＞在反應(yīng)Na₂SO₄（s）+4C（s）═Na₂S（s）+4CO（g）中加入過量的炭，保證Na₂SO₄得到充分反應(yīng)或提高Na₂SO₄的利用率；通入適量的空氣，C和CO與空氣中的氧氣反應(yīng)，放出的熱量維持反應(yīng)④所需的能量，
故答案為：保證Na₂SO₄得到充分反應(yīng)或提高Na₂SO₄的利用率；C和CO與空氣中的氧氣反應(yīng)，放出的熱量維持反應(yīng)④所需的能量；
（2）＜1＞用CO還原MgSO₄可得到MgO、CO₂、SO₂和SO₃，方程式為2MgSO₄+CO$\frac{\underline{\;750℃\;}}{\;}$2MgO+SO₂+SO₃+CO₂，故答案為：2MgSO₄+CO$\frac{\underline{\;750℃\;}}{\;}$2MgO+SO₂+SO₃+CO₂；
＜2＞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：Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂；
（3）硫酸鉛在水溶液里存在溶解平衡，加入醋酸時，醋酸根離子和鉛離子生成弱電解質(zhì)醋酸鉛，促進(jìn)硫酸鉛溶解，
故答案為：①③⑤．

點評 本題考查的知識點較多，既考查了電化學(xué)又考查了反應(yīng)熱的問題，對學(xué)生綜合運用知識能力有一定的要求，特別是根據(jù)圖中信息寫電極反應(yīng)，要求學(xué)生有較好從圖中獲取信息的能力，整個題目難度較大．