工业上用重晶石（BaSO4）制备其他钡盐的常用方法主要有高温煅烧还原法、沉淀转化法等．I．高温煅烧还原法工业上利用重晶石高温煅烧还原法制备BaCl2的工艺流程图如下：某研究小组在实

Question

工业上用重晶石（BaSO₄）制备其他钡盐的常用方法主要有高温煅烧还原法、沉淀转化法等．
I． 高温煅烧还原法
工业上利用重晶石高温煅烧还原法制备BaCl₂的工艺流程图如下：

某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO₄）对工业过程进行模拟实验．查表得：
BaSO₄（s）+4C（s）

高温

4CO（g）+BaS（s）△H₁=+571.2kJ•mol^-1     ①
BaSO₄（s）+2C（s）

高温

2CO₂（g）+BaS（s）△H₂=+226.2kJ•mol^-1     ②
（1）气体用过量NaOH溶液吸收，得到硫化钠．Na₂S水解的离子方程式为：___．
（2）反应C（s）+CO₂（g）

高温

2CO（g）的△H=___kJ•mol^-1．
（3）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的可能是___，___．
II．沉淀转化法
（4）已知K_SP（ BaSO₄）=1.0×10^-10，K_SP（ BaCO₃）=2.5×10^-9．某同学设想用饱和Na₂CO₃溶液和盐酸将BaSO₄转化成BaCl₂，若用10L Na₂CO₃溶液一次性溶解并完全转化1.0mol BaSO₄（溶液体积变化可忽略不计），则该转化过程的离子方程式为___； 反应的平衡常数K=___；Na₂CO₃溶液的最初浓度不得低于___．

Answer 1

（1）Na₂S水解呈碱性，且有两步水解，以第一步水解为主，第一步水解生成离子HS^-，第二步水解生成H₂S，水解的离子方程式分别为S^2-+H₂O⇌HS^-+OH^-、HS^-+H₂O⇌H₂S+OH^-，故答案为：S^2-+H₂O⇌HS^-+OH^-、HS^-+H₂O⇌H₂S+OH^-；
（2）利用盖斯定律求
BaSO₄（s）+4C（s）(高温.)/()4CO（g）+BaS（s）△H₁=571.2kJ•mol^-1     ①
BaSO₄（s）+2C（s）(高温.)/()2CO₂（g）+BaS（s）△H₂=226.2kJ•mol^-1    ②
将以上两个热化学方程式相减，然后除以2可得：
C（s）+CO₂（g）(高温.)/()2CO（g）△H=(571.2KJ/mol-226.2KJ/mol)/(2)=+172.5kJ•mol^-1，
故答案为：+172.5；
（3）加入过量C可提高重晶石的转化率，以上反应为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温，
故答案为：使BaSO₄得到充分的还原（或提高BaS的产量）；①②为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温；
（4）用饱和Na₂CO₃溶液处理BaSO₄沉淀，BaSO₄电离出的钡离子与碳酸根离子结合生成碳酸钡沉淀，其转化的方程式为：BaSO₄（s）+CO₃ ^2-（aq）⇌BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）；该反应的平衡常数K=(c(SO42-))/(c(CO32-))=(c(Ba2+)c(SO42-))/(c(Ba2+)c(CO32-))=(Ksp(BaSO4))/(Ksp(BaCO3))=(1.0×10-9)/(2.5×10-9)=0.04；已知Ksp（BaSO₄）=1.0×10^-10，则饱和硫酸钡溶液中硫酸根离子的浓度c（SO₄^2-）=√(Ksp(BaSO4))=5.0×10^-5mol/L，则c（CO₃^2-）=(c(SO42-))/(K)=(5.0×10-5)/(0.04)=1.25×10^-3mol/L，
故答案为：BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）⇌BaCO₃（s）+SO₄^2-；0.04；1.25×10^-3．