【題目】磷石膏是濕法生產(chǎn)磷酸排出的工業(yè)廢渣,主要成分是CaSO4·2H2O。

⑴CaSO4·2H2O脫水反應(yīng)相關(guān)的熱化學(xué)方程式為:

CaSO4·2H2O(s)=CaSO4·H2O(s)+H2O(g) ΔH1=83.2 kJ·mol-1

CaSO4·2H2O(s)=CaSO4(s)+2H2O(l) ΔH2=26 kJ·mol-1

H2O (g)=H2O(l) ΔH3=-44 kJ·mol-1

則反應(yīng)CaSO4·H2O(s)=CaSO4(s)+ H2O(g)的ΔH4_________kJ·mol-1。

⑵用合適的還原劑可以將CaSO4還原,所得SO2可用于工業(yè)生產(chǎn)硫酸。

①以CO作還原劑,改變反應(yīng)溫度可得到不同的產(chǎn)物。不同溫度下反應(yīng)后所得固體成分的物質(zhì)的量如圖1所示。在低于800 ℃時(shí)主要還原產(chǎn)物為___________;高于800 ℃時(shí)主要發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。

②以高硫煤為還原劑焙燒2.5 小時(shí),不同條件對硫酸鈣轉(zhuǎn)化率的影響如下圖2所示。CaCl2的作用是___________;當(dāng)溫度高于1200 ℃時(shí),無論有無CaCl2,CaSO4的轉(zhuǎn)化率趨于相同,其原因是___________。

③以C作還原劑,向密閉容器中加入相同質(zhì)量的幾組不同C/S值(炭粉與CaSO4的物質(zhì)的量之比)的混合物在1100 ℃加熱,結(jié)果如上圖3所示。當(dāng)C/S值為0.5時(shí),反應(yīng)產(chǎn)物為CaO、SO2和CO2;當(dāng)C/S值大于0.7時(shí),反應(yīng)所得氣體中SO2的體積分?jǐn)?shù)不升反降,其主要原因可能是___________

⑶利用反應(yīng)CaSO4(s)+(NH4)2CO3(aq)CaCO3(s)+(NH4)2SO4(aq)可以將磷石膏轉(zhuǎn)化為硫酸銨。若反應(yīng)達(dá)到平衡后溶液中c(SO42-)=2.0 mol·L-1,此時(shí)溶液中c(CO32-)=___________。(已知Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ksp(CaSO4)=3.2×10-6

【答案】 30.8 CaS CaS+3CaSO44CaO+4SO2 作催化劑 兩種情況下反應(yīng)均達(dá)到平衡,催化劑CaCl2不改變平衡的移動(dòng) 高溫下,過量的CCO2反應(yīng)生成CO,使氣體總體積增大(或部分轉(zhuǎn)化為其他含硫物質(zhì)) 1.75×10-2 mol·L-1

【解析】已知:CaSO4·2H2O(s)=CaSO4·H2O(s)+H2O(g) ΔH183.2 kJ·mol-1,CaSO4·2H2O(s)=CaSO4(s)+2H2O(l) ΔH226 kJ·mol-1H2O (g)=H2O(l) ΔH3-44 kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律可知:--×2即得CaSO4·H2O(s)=CaSO4(s)+ H2O(g),則ΔH4=(26 kJ·mol-1-83.2 kJ·mol-1--44 kJ·mol-1×2=30.8kJ·mol-1

⑵①由圖示可知在低于800 時(shí)CaSO4主要還原產(chǎn)物為CaS;高于800 時(shí)CaSCaSO4反應(yīng)生成CaOSO2,根據(jù)電子守恒與原子守恒得此反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaS+3CaSO44CaO+4SO2;

由圖示可知CaCl2改變反應(yīng)速率,但不改變最終CaSO4的轉(zhuǎn)化率,說明CaCl2在轉(zhuǎn)化過程中起催化劑作用;因催化劑CaCl2不改變平衡狀態(tài),當(dāng)溫度高于1200 時(shí),無論有無CaCl2,CaSO4的轉(zhuǎn)化率趨于相同;

因高溫下過量的CCO2反應(yīng)生成CO,使氣體總體積增大,導(dǎo)致混合氣體中SO2的體積分?jǐn)?shù)不升反降;

反應(yīng)的離子方程式為CaSO4s+CO32-aqSO42-aq+CaCO3s),則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K==,c(SO42-)=2.0 mol·L-1,故c(CO32-)=1.75×10-2 mol·L-1

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在生活中,需要對化學(xué)反應(yīng)的速率和化學(xué)反應(yīng)的限度進(jìn)行研究,以便控制化學(xué)反應(yīng)。

I.某實(shí)驗(yàn)小組以H2O2分解為例,研究濃度、催化劑、溫度對反應(yīng)速率的影響。按照如下方案完成實(shí)驗(yàn)。

反應(yīng)物

催化劑

溫度

10mL10% H2O2溶液

25℃

10mL20% H2O2溶液

25℃

10mL20% H2O2溶液

40℃

10mL20% H2O2溶液

1~2滴0.1mol/LFeCl3溶液

40℃

通過實(shí)驗(yàn)得到氧氣的體積與時(shí)間的關(guān)系如圖所示,回答下列問題:

(1)代表實(shí)驗(yàn)①的圖示是________________

(2)對比實(shí)驗(yàn)③和④的目的是_____________。

(3)通過上面對比實(shí)驗(yàn),所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_______。

Ⅱ.一定溫度下,在體積為2L的恒容密閉容器中充入1molN2和3 mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g),測得其中N2物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示。回答下列問題:

(4)從開始反應(yīng)到t2時(shí)刻,氨氣的平均反應(yīng)速率為_____________。

(5)在t3時(shí)刻,氫氣的轉(zhuǎn)化率為_________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知、、、是短周期界元素中的四種非金屬元素,它們的原子序數(shù)依次增大,元素的原子形成的離子就是一個(gè)質(zhì)子,、在元素周期表中處于相鄰的位置, 它們的單質(zhì)在常溫下均為無色氣體,原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍。
1.請寫出在元素周期表中的位置為第________周期、第________族。
2.氣體分子的電子式為________________
3.由、四種元素可組成酸式鹽,該化合物的水溶液與足量溶液在加熱條件下反應(yīng)的離子方程式為_________________
4.在一定條件下,由單質(zhì)與單質(zhì)可化合生成,工業(yè)上用檢驗(yàn)輸送氯氣的管道是否漏氣,可觀察到大量白煙,同時(shí)有單質(zhì)生成,寫出化學(xué)方程式__________________________________。該反應(yīng)中被氧化的與參與反應(yīng)的的質(zhì)量之比____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列元素的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物中堿性最強(qiáng)的是

A. AlB. LiC. NaD. Mg

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】對某一可逆反應(yīng)來說,使用催化劑的作用是

A催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量不變,故催化劑不參與化學(xué)反應(yīng)

B降低反應(yīng)活化能,使反應(yīng)速率加快

C催化劑能夠改變反應(yīng)的反應(yīng)熱

D催化劑只改變反應(yīng)的正反應(yīng)速率

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知aX2O72-+bR2++14H+=cX3++bR3++dH2O反應(yīng)則系數(shù)b是( )

A3 B4 C5 D6

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【題目】碳化硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石的晶體,其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三種晶體金剛石 晶體硅 碳化硅中,它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是

A①③② B②③① C③①② D②①③

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某有機(jī)物XC4H6O5)廣泛存在于許多水果內(nèi)。該化合物具有如下性質(zhì):①1molX與足量金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生1.5mol氣體;②在有濃硫酸和加熱條件下,X與醇或羧酸均反應(yīng)生成有香味的產(chǎn)物;根據(jù)上述信息,對X的結(jié)構(gòu)判斷正確的是

A. 含有碳碳雙鍵 B. 含有兩個(gè)羧基和一個(gè)羥基

C. 含有一個(gè)羧基和兩個(gè)羥基 D. 含有三個(gè)羥基和一個(gè)﹣COOR

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、淀粉、纖維素中,屬于單糖的是 , 屬于多糖的是;本身能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的有;只有水解后才可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)的二糖是

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