2-cSO2-4=0.02mol/L，此时溶液中cCO3=?x-0.02?mol/L，由

????2-2-BaSO4?s?+CO3?aq?=BaCO3?s?+SO4?aq?可知，此反应的化学平衡常数

?c?SO24?2?3?2?c?SO24?c?Ba?K?c?CO??2?c?CO3?c?Ba2??Ksp?BaSO4?1?10?70.02???0.04?，解Ksp?BaCO3?2.5?10?6x?0.02得x=0.52mol/L，故答案为：0.52mol/L。

3．磷酸是重要的化学试剂和工业原料。请回答下列问题： (1)已知：25℃时，磷酸和氢氟酸的电离常数如下表所示。 物质 H3PO4 Ka1＝7.1×10?3； 电离常数 Ka2＝6.3×10?8； Ka3＝4.2×10?13 Ka＝6.6×10?4 HF 向NaF溶液中滴加少量H3PO4溶液，反应的离子方程式为____________ (2)已知： Ⅰ.CaO(s)+H2SO4(l)

CaSO4(s)+H2O(l) ΔH＝-271kJ·mol?1

Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l) ΔH＝-937kJ·mol?1

Ⅱ.5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)

则：①工业上用Ca5(PO4)3F和硫酸反应制备磷酸的热化学方程式为____________。 ②一定条件下，在密闭容器中只发生反应Ⅱ，达到平衡后缩小容器容积，HF的平衡转化率________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；HF的平衡浓度________。

(3)工业上用磷尾矿制备Ca5(PO4)3F时生成的副产物CO可用于制备H2，原理为CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g) ΔH。

①一定温度下，向10L密闭容器中充入0.5mol CO和1mol H2O(g)，2min达到平衡时，测得0～2min内用CO2表示的反应速率v(CO2)＝0.02mol·L?1·min?1。则CO的平衡转化率α＝________；该反应的平衡常数K＝________。 ②在压强不变的密闭容器中发生上述反应，设起始的

n(CO)＝y，CO的平衡体积分数(φ)

n(H2O)与温度(T)的关系如图所示。则：该反应的ΔH___0(填“＞”“＜”或“＝”，下同)。a_____1，理由为_____________

【答案】H3PO4+F－＝HF+H2PO4－ Ca5(PO4)3F(s)＋5H2SO4(l)3H3PO4(l)＋HF(g)＋5CaSO4(s)

8ΔH=－418 kJ·mol－1 增大 不变 80% ＜ ＜ 相同温度下，y越小，CO的转化率越

3大，其平衡体积分数越小 【解析】 【分析】 【详解】

－－

（1）根据电离平衡常数可知酸性有如下关系：H3PO4＞HF＞H2PO4＞HPO42，所以向NaF

溶液中滴加少量H3PO4溶液，反应的离子方程式为为：H3PO4+F－＝HF+H2PO4－； （2）①已知：Ⅰ．CaO(s)＋H2SO4(l)Ⅱ．5CaO(s)+3H3PO4(l)＋HF(g)Ca5(PO4)3F(s)＋5H2SO4(l)

CaSO4(s)＋H2O(l) ΔH=－271 kJ·mol－1 Ca5(PO4)3F(s)＋5H2O(l) ΔH=－937 kJ·mol－1

根据盖斯定律可知Ⅰ×5－Ⅱ即得到Ca5(PO4)3F和硫酸反应制备磷酸的热化学方程式为

3H3PO4(l)＋HF(g)＋5CaSO4(s) ΔH=－418 kJ·mol－1；

②反应Ⅱ的正反应体积减小，所以达到平衡后缩小容器容积平衡向正反应方向移动，HF的平衡转化率增大。由于温度不变，平衡常数不变，即K＝c(HF)，因此HF的平衡浓度不变；

－－

（3）①测得 0～2 min内用CO2表示的反应速率v(CO2)=0.02 mol·L1·min1，所以生

成CO2浓度是0.04mol/L，则

CO?g?＋H2O?g??CO2?g?＋H2?g?起始浓度(mol/L)0.05转化浓度(mol/L)0.04平衡浓度(mol/L)0.01因此CO的平衡转化率α=

0.10.040.0600.040.0400.040.04

0.040.04?0.048×100%＝80%，该反应的平衡常数K＝=； 0.050.01?0.063②根据图像可知升高温度CO的体积分数增大，说明平衡向逆反应方向进行，所以该反应的ΔH＜0，由于相同温度下，y越小，CO的转化率越大，其平衡体积分数越小，所以a＜1。

4．已知，常温下H2S、H2CO3 的电离常数如下表

H2S H2CO3 Ka1 9.1×10-8 4.3×10－7 Ka2 1×10-15 5.6×10－11 （1）①常温下，0.1mol/L的硫化钠溶液和0.1mol.L-1的碳酸钠溶液，碱性更强的是_______。其原因是_____________________________。

② 常温下，硫化钠水解的离子方程式_____________________________。

（2）H2S能与许多金属离子发生反应，生成溶解度不同和各种颜色的金属硫化物沉淀，可用于分离和鉴定金属离子。

①常温下，NaHS溶液显______（选填“酸性”、“中性”或“碱性”）

L－1 H2S溶液中滴加0.1 mol·L－1NaOH溶液，得到溶液pH与②常温下，向100 mL 0.1 mol·

NaOH溶液体积的关系曲线如图所示：

试分析图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大的是________；在b点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是______________________________。

（3）脱除天然气中的硫化氢既能减少环境污染，又可回收硫资源，该部分硫化氢用过量NaOH溶液吸收后，再以石墨作电极电解该溶液可回收硫，写出电解得到硫的总反应方程式（忽略氧的氧化还原）_______________；从整个生产工艺的角度分析，该方法不仅能减少环境污染、回收硫、得到一定量的副产物，还具有的优点是___________。 【答案】硫化钠溶液 硫化氢的Ka2 小于碳酸的Ka2 ，硫化钠更易水解 S2- + H2OOH-、HS- + H2ONa2S＋2H2O循环使用 【解析】

试题分析：（1）① H2CO3的第二步电离平衡常数是5.6×10－11，大于H2S的第二步电离平衡常数1×10-15，说明S2-的水解程度大于CO32-；②S2-的水解分两步进行；（1）①根据HS-的 水解平衡常数和电离平衡常数分析NaHS溶液的酸碱性；②H2S抑制水电离，加入NaOH中和H2S，H2S抑制作用逐渐减小，到c点H2S恰好与NaOH生成Na2S， Na2S水解促进水电离；d点氢氧化钠过量，过量的氢氧化钠抑制水电离。NaHS溶液呈碱性，在b点溶液呈中性，所以b点溶质是NaHS和H2S，HS-要水解和电离，HS-、H2S的电离生成 S2-；HS-、H2S、H2O电离出H+。（3）硫化氢用过量NaOH溶液吸收后生成Na2S，电解硫化钠溶液生成硫、氢气、氢氧化钠。

解析：（1）① H2CO3的第二步电离平衡常数是5.6×10－11，大于H2S的第二步电离平衡常数1×10-15，说明S2-的水解程度大于CO32-，硫化钠更易水解，所以硫化钠溶液的碱性强；②S2-的水解分两步进行，硫化钠水解的离子方程式S2- + H2OH2O

H2S + OH-；（2）①HS-的水解平衡常数

HS- + OH-、HS- +

，电离平

H2S + OH- 碱性 c c(Na＋)＞c(HS－)＞c(OH－)＝c(H＋) ＞c(S2－) S↓＋H2↑＋2NaOH 或S2－＋2H2O

S↓＋H2↑＋2OH－ 产物NaOH可

HS- +

衡常数1×10-15，水解大于电离，所以 NaHS溶液的呈碱性；②H2S抑制水电离，加入NaOH中和H2S，H2S抑制作用逐渐减小，到c点H2S恰好与NaOH生成Na2S， Na2S水解促进水电离；d点氢氧化钠过量，过量的氢氧化钠抑制水电离，所以C点水电离程度最大。NaHS溶液呈碱性，在b点溶液呈中性，所以b点溶质是NaHS和H2S， HS-、H2S的电离生成 S2-；HS-、H2S、H2O电离出H+，所以b点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是c(Na

＋

)＞c(HS－)＞c(OH－)＝c(H＋) ＞c(S2－)。（3）硫化氢用过量NaOH溶液吸收后生成Na2S，电

解硫化钠溶液生成硫、氢气、氢氧化钠，电解总方程式为Na2S＋2H2O

S↓＋H2↑＋2NaOH。该方法不仅能减少环境污染、回收硫、得到一定量

的副产物，还具有的优点是NaOH可循环使用。

电解：向酸溶液中逐滴加入碱溶液，水电离程度逐渐增大，碱过量时水的电离程度再逐渐减小。NaHA溶液的酸碱性要根据HA-的电离和水解程度判断，若电离程度大于水解程度，溶液呈酸性；若水解大于电离，则溶液呈碱性。

5．氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。

（1）反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是___。

（2）已知反应器中还存在如下反应： i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1 ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2 iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH3 ……

反应iii为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用__（写化学方程式）反应的ΔH。

（3）反应物投料比采用n（H2O）∶n（CH4）=4∶1，大于反应的计量数之比，目的是__（填字母）。

a.促进CH4转化 b.促进CO转化为CO2 c.减少积炭生成

（4）用CaO可以去除CO2。H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率__（填“升高”“降低”或“不变”）。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，因为此时CaO主要发生了__（写化学方程式）反应而使（1）中反应平衡向__移动。

（5）以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池。以此电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理过程（装置如图所示）。其中物质a是__，电源负极电极反应为___。“钝化”装置中阳极电极反应为___。