Question

（1）已知：BaSO₄（s）+4C（s）=4CO（g）+BaS（s）；△H₁=571.2kJ/mol，BaSO₄（s）+2C（s）=2CO₂（g）+BaS（s）；△H₂=226.2kJ/mol．則反應C（s）+CO₂（g）=2CO（g）的△H₃=

 

 kJ/mol．
（2）如圖所示裝置工作時均與H₂有關．

①圖1所示裝置中，通入H₂的管口是

 

（選填字母代號）．
②某同學按圖2所示裝置進行實驗，實驗結束后，將玻璃管內(nèi)固體物質冷卻后，溶于稀硫酸，充分反應后，滴加KSCN溶液，溶液不變紅，再滴入新制氯水，溶液變?yōu)榧t色．該同學據(jù)此得出結論：鐵與水蒸氣反應生成FeO和H₂．該結論

 

（填“嚴密”或“不嚴密”），你的理由是

 

（用離子方程式和必要的文字說明）．
（3）CaCO₃是一種難溶物質，其K_sp=2.8×10^-9．CaCl₂溶液與Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，現(xiàn)將等體積的CaCl₂溶液與Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的濃度為2×10^-4mol/L，則生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小濃度為

 

．
（4）某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，向其中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質量增加的變化如圖3所示．則BC段氣體是產(chǎn)生的氣體是

 

；OA段離子反應方程式為

 

，c（H₂SO₄）為

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質,鐵及其化合物的性質實驗

專題：化學反應中的能量變化,幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）利用蓋斯定律解答，從待求反應入手，分析已知反應，去掉無關物質；
（2）①原電池中離子移動方向記住，陰離子移向負極，陽離子移向正極．負極發(fā)生氧化反應，從OH^-的移動方向及其發(fā)生的反應判斷；
②不知道鐵與水反應的程度，兩通管中的Fe有無剩余不知道，F(xiàn)e能和三價鐵反應生成二價鐵，所以不能確定生成物中鐵的價態(tài)；
（3）利用Ksp的計算公式求算；
（4）從氧化還原反應中的強弱規(guī)律可知，F(xiàn)e與硝酸、三角鐵、氫離子依次反應；利用原子守恒、物料守恒可推出最后一問的答案．

解答： 解：（1）①BaSO₄（s）+4C（s）=4CO（g）+BaS（s）；△H₁=571.2kJ/mol
②BaSO₄（s）+2C（s）=2CO₂（g）+BaS（s）；△H₂=226.2kJ/mol
①-②得③2C（s）+2CO₂（g）=4CO（g）；△H₃=345 kJ/mol
③÷2得C（s）+CO₂（g）=2CO（g）；△H₃=172.5 kJ/mol
故答案為：172.5； 
（2）①在電池中，陰離子移向負極，從OH^-的移動方向可見，d為負極，負極發(fā)生氧化反應，氫氣反應生成水，發(fā)生氧化反應，故答案為：d；
②因為兩通管中可能有的物質有：Fe、二價Fe、三價Fe，溶于硫酸中無Fe³⁺ 原固體中未必沒有Fe³⁺，因為其氧化性很強，能和Fe反應：2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺．
故答案為：不嚴密；產(chǎn)物中含+3價鐵的物質與稀硫酸反應后生成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺可與過量的Fe反應生成Fe²⁺，2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺；
（3）K_sp（CaCO₃）=c（Ca²⁺）×c（CO^3-）=c（Ca²⁺）×2×10^-4mol/L=2.8×10^-9，所以c（Ca²⁺）=1.4×10^-5mo1/L，
故答案為：1.4×10^-5mo1/L； 
（4）按氧化還原反應的強弱規(guī)律，HNO₃、Fe³⁺、H⁺氧化性依次減弱，逐漸加Fe時，先和硝酸反應，由于硫酸提供H⁺，依據(jù)Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O反應，
能讓NO₃^-完全反應掉，當NO₃^-被反應完全時，F(xiàn)e全部生成Fe³⁺，再加入的Fe與Fe³⁺H⁺依次反應．
OA段是Fe與硝酸反應，其離子方程式為：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O
因為硝酸、硫酸都能提供H⁺，H⁺過量，NO₃^-能反應完全，溶液中的陰離子只有SO₄^2-
AB段是Fe與Fe³⁺反應，離子方程式為：2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺
BC段是Fe與H⁺反應，離子方程式為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑
所以，BC段產(chǎn)生的氣體為H₂，
因為硝酸、硫酸都能提供H⁺，H⁺過量，NO₃^-能反應完全，溶液中的陰離子只有SO₄^2-，
C以后不再產(chǎn)生氣體，說明氫離子反應完全．
最后，溶液中的溶質只有FeSO₄．
參加反應的Fe有22.4g，22.4g÷56g．mol^-1=0.4mol
依據(jù)Fe原子守恒：n（Fe）=n（FeSO₄）=0.4mol
根據(jù)S原子守恒：n（FeSO₄）=n（H₂SO₄）=0.4mol
溶液體積為0.2L，所以c（H₂SO₄）=

0.4mol

0.2L

=2 mol?L^-1，
故答案為：H₂；Fe+4H⁺+NO₃^-═Fe³⁺+NO↑+2H₂O；2 mol?L^-1．

點評：本題目，將化學實驗融合進去，增大了試題的難度．起點高但落點不高．注意有關蓋斯定律的習題，首先要根據(jù)所求的反應分析，分析以下幾點：
1、所求反應中的反應物在哪個反應了？是反應物還是生成物？
2、所給反應中哪些物質是所求反應中沒有的？
3、如何才能去掉無用的？然后，通過相互加減，去掉無關物質．
將所對應的△H代入上述化學方程式的加減中就可以了．