Question

【題目】鈣及其化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用比較廣泛。

回答下列問題：

（1）草酸鈣(CaC2O4)常用于陶瓷上釉。將草酸鈣溶于強酸可得草酸（H2C2O4），再加入KMnO4溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)。此反應(yīng)的氧化產(chǎn)物為_____________（填化學(xué)式）。

（2）碳酸鈣可用于煤燃燒時的脫硫。

已知：反應(yīng)I ：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H1= +178.3 kJ mol-1；

反應(yīng)II：CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s) △H2= -402.0 kJ mol-1；

反應(yīng)III：2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) △H3= -2314.8 kJ mol-1 △H3= -2314.8 kJ mol-1。

① 反應(yīng)2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)的△H=______kJ mol-1。

② 向某恒溫密閉容器中加入CaCO3，發(fā)生反應(yīng)I，反應(yīng)達到平衡后，t1時，縮小容器體積，x隨時間(t)的變化關(guān)系如圖1所示，x可能是____________（任寫兩個）。

（3）將Ca(OH)2加入Na2WO4堿性溶液中，發(fā)生反應(yīng)IV：WO42-(aq)+Ca(OH)2(s) CaWO4(s)+2OH-(aq)

① 反應(yīng)IV在較高溫度下才能自發(fā)進行，則△S_____0（填“>”“=”或“<”，下同），△H_______0。

② T1時，Ksp(CaWO4)=1×10-10，Ksp[Ca(OH)2]=1×10-8，反應(yīng)Ⅳ：WO42-(aq)+Ca(OH)2(s) CaWO4(s)+2OH-(aq)的平衡常數(shù)K=______；請在圖2中畫出T1下Ca(OH)2和CaWO4的沉淀溶解平衡曲線。

③制取CaWO4時，為了提高WO42-的轉(zhuǎn)化率，常需要適時向反應(yīng)混合液中添加少量的某種稀酸，該稀酸可能為_______（填選項字母）。

A．稀鹽酸 B.稀硝酸 C．稀硫酸 D．碳酸

Answer 1

【答案】 ；或氣體的密度 > > 100； AB

【解析】(1)H2C2O4具有還原性作還原劑，把KMnO4還原為MnSO4，自身被氧化為二氧化碳，其反應(yīng)的方程式為：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O，反應(yīng)中的氧化產(chǎn)物為二氧化碳，故答案為：CO2；

(2)①反應(yīng)I ：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H1= +178.3 kJ mol-1；反應(yīng)II：CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s) △H2= -402.0 kJ mol-1；反應(yīng)III：2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) △H3= -2314.8 kJ mol-1。根據(jù)蓋斯定律，將Ⅰ×2+Ⅱ×2+Ⅲ得：2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)= 2CaSO4(s)+2CO2(g)△H=( +178.3 kJ mol-1)×2+(-402.0 kJ mol-1)×2+(-2314.8 kJ mol-1)=-2762.2 kJ mol-1，故答案為：-2762.2；

② 根據(jù)反應(yīng)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H1= +178.3 kJ mol-1；反應(yīng)達到平衡后，t1時，縮小容器體積，x突然增大，但重新平衡后x與原平衡相同，說明溫度不變，平衡常數(shù)不變，則x可能是逆反應(yīng)速率或二氧化碳的濃度或氣體的密度等，故答案為：v(逆)；c(CO2)或氣體的密度；

(3)① 根據(jù)△G=△H-T△S，反應(yīng)IV：WO42-(aq)+Ca(OH)2(s) CaWO4(s)+2OH-(aq)的△S＞0，要在較高溫度下才能自發(fā)進行，需要△G＜0，則△H＞0，故答案為：＞；＞；

② T1時，Ksp(CaWO4)=1×10-10，Ksp[Ca(OH)2]=1×10-8，反應(yīng)Ⅳ：WO42-(aq)+Ca(OH)2(s) CaWO4(s)+2OH-(aq)的平衡常數(shù)K=== = =100，T1下當(dāng)c(Ca2+)=10-2mol/L時，c(OH-)=10-3mol/L，c(WO42-)=10-4mol/L，即lg c(Ca2+)=-2時，lg c(OH-)=-3 ，lg c(WO42-)=-8，同理，lg c(Ca2+)=-6時，lg c(OH-)=-1 ，lg c(WO42-)=-4，Ca(OH)2和CaWO4的沉淀溶解平衡曲線為，故答案為：100；；

③A．稀鹽酸，與氫氧根離子應(yīng)，平衡正向移動，可以提高WO42-的轉(zhuǎn)化率，正確；B.稀硝酸與氫氧根離子反應(yīng)，平衡正向移動，可以提高WO42-的轉(zhuǎn)化率，正確；C．稀硫酸與氫氧化鈣反應(yīng)生成微溶于水的硫酸鈣沉淀，不能提高WO42-的轉(zhuǎn)化率，錯誤；D．碳酸與氫氧化鈣反應(yīng)生成難溶于水的碳酸鈣沉淀，不能提高WO42-的轉(zhuǎn)化率，錯誤；故選AB。