Question

某廠以重晶石（有效成分是BaSO₄）為主要原料制取Ba（OH）₂?8H₂O晶體的示意圖如下：
已知：i．BaSO₄（s）+2C（s）=2CO₂（g）+BaS（s）△H1=+226.2 kJ/mol        
        C（s）+CO₂（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ/mol
ii．某些物質的溶解度（g/100g）簡表

	10℃	20℃	40℃	60℃	80℃
Ba（OH）2?8H2O	2.48	3.89	8.22	20.9	101
NaOH	98.0	109	129	174	314
NaCl	35.8	35.9	36.4	37.1	38.0
BaCl2	33.5	35.8	40.8	46.2	52.5

回答下列 問題：
（1）炭與重晶石直接反應的熱化學方程式是：BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g）△H=

 

kJ/mol．
（2）由BaCl₂溶液可通過不同途徑得到Ba（OH）₂?8H₂O．
途徑1：
 
①得到固體1的離子方程式是

 

． ②固體2與水反應的化學方程式是

 

．
途徑2：
 
途徑2中的“操作”是加熱濃縮，冷卻結晶，過濾．依據上述溶解度簡表分析，過濾時的最佳溫度是

 

；能從混合液中得到Ba（OH）₂?8H₂O晶體的原因是

 

．
（3）若向濾液1中加入CuO粉末，可直接得到含Ba（OH）₂?8H₂O晶體和CuS的濁液，反應化學方程式是

 

．
將該濁液加熱到80℃左右濃縮，趁熱過濾，冷卻濾液至室溫，再過濾，即可得到Ba（OH）₂?8H₂O晶體．上述操作中趁熱過濾的原因是

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,物質分離、提純的實驗方案設計

專題：實驗設計題

分析：（1）①BaSO₄（s）+2C（s）=2CO₂（g）+BaS（s）△H1=+226.2 kJ/mol
②C（s）+CO₂（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ/mol，
則由蓋斯定律可知①+②×4得到BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g）；
（2）途徑1中氯化鋇與碳酸鈉反應生成碳酸鋇沉淀，碳酸鋇灼燒生成BaO，與水反應生成Ba（OH）₂?8H₂O；
途徑2中，由溶解性表可知，較低溫度時Ba（OH）₂?8H₂O易析出，且四種物質中相同溫度時Ba（OH）₂?8H₂O的溶解度最小易得到；
（3）濾液1中加入CuO粉末，可直接得到含Ba（OH）₂?8H₂O晶體和CuS的濁液，則由反應物與生成物書寫化學反應；該濁液加熱到80℃左右濃縮，趁熱過濾，減少晶體的損失．

解答： 解：（1）①BaSO₄（s）+2C（s）=2CO₂（g）+BaS（s）△H1=+226.2 kJ/mol
②C（s）+CO₂（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ/mol，
則由蓋斯定律可知①+②×4得到BaSO₄（s）+4C（s）=BaS（s）+4CO（g），
△H=+226.2 kJ/mol+4×（+172.5kJ/mol）=+571.2kJ/mol，
故答案為：+571.2； 
（2）途徑1中氯化鋇與碳酸鈉反應生成碳酸鋇沉淀，則得到固體1的離子方程式是CO₃^2-+Ba²⁺=BaCO₃↓，碳酸鋇灼燒生成BaO，與水反應生成Ba（OH）₂?8H₂O，則固體2與水反應的化學方程式是BaO+9H₂O=Ba（OH）₂?8H₂O；
途徑2中，由溶解性表可知，較低溫度時Ba（OH）₂?8H₂O易析出，且四種物質中相同溫度時Ba（OH）₂?8H₂O的溶解度最小易得到，則過濾時的最佳溫度是20℃或常溫，因20℃時4種物質中Ba（OH）₂?8H₂O溶解度最小，
故答案為：CO₃^2-+Ba²⁺=BaCO₃↓；BaO+9H₂O=Ba（OH）₂?8H₂O；20℃或常溫；20℃時4種物質中Ba（OH）₂?8H₂O溶解度最��；
（3）濾液1中加入CuO粉末，可直接得到含Ba（OH）₂?8H₂O晶體和CuS的濁液，反應為BaS+CuO+9H₂O=Ba（OH）₂?8H₂O+CuS，趁熱過濾的原因是為減少過濾過程中Ba（OH）₂?8H₂O的損失，故答案為：BaS+CuO+9H₂O=Ba（OH）₂?8H₂O+CuS；減少過濾過程中Ba（OH）₂?8H₂O的損失．

點評：本題考查物質分離提純方法和綜合應用，為高頻考點，把握物質的性質、表格數據分析及混合物分離方法和原理為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，題目難度中等．