Question

【题目】钙及其化合物在生产、生活中的应用比较广泛。

回答下列问题：

（1）草酸钙(CaC2O4)常用于陶瓷上釉。将草酸钙溶于强酸可得草酸（H2C2O4），再加入KMnO4溶液发生氧化还原反应。此反应的氧化产物为_____________（填化学式）。

（2）碳酸钙可用于煤燃烧时的脱硫。

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

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

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

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

② 向某恒温密闭容器中加入CaCO3，发生反应I，反应达到平衡后，t1时，缩小容器体积，x随时间(t)的变化关系如图1所示，x可能是____________（任写两个）。

（3）将Ca(OH)2加入Na2WO4碱性溶液中，发生反应IV：WO42-(aq)+Ca(OH)2(s) CaWO4(s)+2OH-(aq)

① 反应IV在较高温度下才能自发进行，则△S_____0（填“>”“=”或“<”，下同），△H_______0。

② T1时，Ksp(CaWO4)=1×10-10，Ksp[Ca(OH)2]=1×10-8，反应Ⅳ：WO42-(aq)+Ca(OH)2(s) CaWO4(s)+2OH-(aq)的平衡常数K=______；请在图2中画出T1下Ca(OH)2和CaWO4的沉淀溶解平衡曲线。

③制取CaWO4时，为了提高WO42-的转化率，常需要适时向反应混合液中添加少量的某种稀酸，该稀酸可能为_______（填选项字母）。

A．稀盐酸 B.稀硝酸 C．稀硫酸 D．碳酸

Answer 1

【答案】 ；或气体的密度 > > 100； AB

【解析】(1)H2C2O4具有还原性作还原剂，把KMnO4还原为MnSO4，自身被氧化为二氧化碳，其反应的方程式为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O，反应中的氧化产物为二氧化碳，故答案为：CO2；

(2)①反应I ：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H1= +178.3 kJ mol-1；反应II：CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s) △H2= -402.0 kJ mol-1；反应III：2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) △H3= -2314.8 kJ mol-1。根据盖斯定律，将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，故答案为：-2762.2；

② 根据反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H1= +178.3 kJ mol-1；反应达到平衡后，t1时，缩小容器体积，x突然增大，但重新平衡后x与原平衡相同，说明温度不变，平衡常数不变，则x可能是逆反应速率或二氧化碳的浓度或气体的密度等，故答案为：v(逆)；c(CO2)或气体的密度；

(3)① 根据△G=△H-T△S，反应IV：WO42-(aq)+Ca(OH)2(s) CaWO4(s)+2OH-(aq)的△S＞0，要在较高温度下才能自发进行，需要△G＜0，则△H＞0，故答案为：＞；＞；

② T1时，Ksp(CaWO4)=1×10-10，Ksp[Ca(OH)2]=1×10-8，反应Ⅳ：WO42-(aq)+Ca(OH)2(s) CaWO4(s)+2OH-(aq)的平衡常数K=== = =100，T1下当c(Ca2+)=10-2mol/L时，c(OH-)=10-3mol/L，c(WO42-)=10-4mol/L，即lg c(Ca2+)=-2时，lg c(OH-)=-3 ，lg c(WO42-)=-8，同理，lg c(Ca2+)=-6时，lg c(OH-)=-1 ，lg c(WO42-)=-4，Ca(OH)2和CaWO4的沉淀溶解平衡曲线为，故答案为：100；；

③A．稀盐酸，与氢氧根离子应，平衡正向移动，可以提高WO42-的转化率，正确；B.稀硝酸与氢氧根离子反应，平衡正向移动，可以提高WO42-的转化率，正确；C．稀硫酸与氢氧化钙反应生成微溶于水的硫酸钙沉淀，不能提高WO42-的转化率，错误；D．碳酸与氢氧化钙反应生成难溶于水的碳酸钙沉淀，不能提高WO42-的转化率，错误；故选AB。