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磷石膏是在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣,主要成分是CaSO4•2H2O,研究其综合利用对防止环境污染与资源浪费意义重大.回答下列问题:(1)CaSO4•2H2O脱水反应相关的热化学

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磷石膏是在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣,主要成分是CaSO4•2H2O,
研究其综合利用对防止环境污染与资源浪费意义重大.回答下列问题:
(1)CaSO4•2H2O脱水反应相关的热化学方程式为:
CaSO4•2H2O(s)═CaSO4
1
2
H2O(s)+
3
2
H2O(g)△H1=+83.2kJ•mol-1
CaSO4•2H2O(s)═CaSO4(s)+
3
2
H2O(l)△H2=+26kJ•mol-1
H2O(g)═H2O(l)△H3-44kJ•mol-1
则反应CaSO4
1
2
H2O(s)═CaSO4(s)+
1
2
H2O(g)的△H4=___.
(2)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图1所示.在低于800℃时主要还原产物为___(填化学式);高于800℃时主要发生的反应的化学方程式为___.
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②以高硫煤为还原剂焙烧2.5小时.不同条件对硫化钙转化率的影响如图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___.
▼优质解答
答案和解析
(1)已知①CaSO4•2H2O(s)═CaSO4
1
2
H2O(s)+
3
2
H2O(g)△H1=+83.2kJ•mol-1
②CaSO4•2H2O(s)═CaSO4(s)+
3
2
H2O(l)△H2=+26kJ•mol-1
③H2O(g)═H2O(l)△H3-44kJ•mol-1
将②-③×2-①得CaSO4
1
2
H2O(s)═CaSO4(s)+
1
2
H2O(g),则△H4=[26kJ•mol-1-(-44kJ•mol-1)×2-83.2kJ•mol-1]=30.8kJ•mol-1
故答案为:30.8;
(2)①从图示1可知,在低于800℃时,CaS成分的物质的量为1,而CaO的物质的量几乎为0,所以在低于800℃时主要还原产物为CaS,高于800℃时主要发生硫化钙和硫酸钙反应CaS+3CaSO4
 高温 
.
 
4CaO+4SO2↑,氧化钙的物质的量增加,硫化钙的物质的量减小,
故答案为:CaS;CaS+3CaSO4
 高温 
.
 
4CaO+4SO2↑;
②催化剂仅能改变反应的速率,改变反应历程,但不能改变化学平衡,从图示可知,当温度高于1200℃时,无论有无CaCl2,CaSO4的转化率趋于相同,所以CaCl2的作用是作催化剂,当温度高于1200℃时,无论有无CaCl2,CaSO4的反应两种情况下反应均达到平衡,催化剂CaCl2不改变平衡的移动,
故答案为: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.
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