磷石膏是湿法生产磷酸排出的工业废渣，主要成分是CaSO4·2H2O。⑴CaSO4·2H2O脱水反应相关的热化学方程式为：CaSO4·2H2O(s)=CaSO4·H2O(s)+H2O(g)ΔH1＝83.2kJ·mol-1CaSO4&

Question

磷石膏是湿法生产磷酸排出的工业废渣，主要成分是CaSO₄·2H₂O。

⑴CaSO₄·2H₂O脱水反应相关的热化学方程式为：

CaSO₄·2H₂O(s)=CaSO₄·H₂O(s)+H₂O(g)   ΔH₁＝83.2 kJ·mol^-1

CaSO₄·2H₂O(s)=CaSO₄(s)+2H₂O(l)    ΔH₂＝26 kJ·mol^-1

H₂O(g)=H₂O(l)    ΔH₃＝-44 kJ·mol^-1

则反应CaSO₄·H₂O(s)=CaSO₄(s)+ H₂O(g)的ΔH₄＝  ▲  kJ·mol^-1。

⑵用合适的还原剂可以将CaSO₄还原，所得SO₂可用于工业生产硫酸。

①以CO作还原剂，改变反应温度可得到不同的产物。不同温度下反应后所得固体成分的物质的量如右图1所示。在低于800 ℃时主要还原产物为   ▲   ；高于800 ℃时主要发生的反应的化学方程式为

   ▲   。

②以高硫煤为还原剂焙烧2.5 小时，不同条件对硫酸钙转化率的影响如下图2所示。CaCl₂的作用是   ▲   ；当温度高于1200 ℃时，无论有无CaCl₂，CaSO₄的转化率趋于相同，其原因是   ▲   。

③以C作还原剂，向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S值（炭粉与CaSO₄的物质的量之比）的混合物在1100 ℃加热，结果如上图3所示。当C/S值为0.5时，反应产物为CaO、SO₂和CO₂；当C/S值大于0.7时，反应所得气体中SO₂的体积分数不升反降，其主要原因可能是

   ▲   。

⑶利用反应CaSO₄(s)+(NH₄)₂CO₃(aq)CaCO₃(s)+(NH₄)₂SO₄(aq)可以将磷石膏转化为硫酸铵。若反应达到平衡后溶液中c(SO₄^2-)=2.0 mol·L^-1，此时溶液中c(CO₃^2-)=   ▲   。

Answer 1

．^⑴30.8

^⑵①CaS    CaS+3CaSO₄4CaO+4SO₂↑

②作催化剂   ^{两种情况下反应均达到平衡，催化剂CaCl2不改变平衡的移动}

^③高温下，过量的C与CO₂反应生成CO，使气体总体积增大（或部分转化为其他含硫物质）

⑶1.75×10^-2 mol·L^-1