Question

硫酸鹽主要來自地層礦物質，多以硫酸鈣、硫酸鎂的形態存在。
（1）已知：①Na₂SO₄(s)=Na₂S(s)+2O₂(g) ；  ΔH₁=" +1011.0" kJ · mol^-1
②C(s)+O₂(g)=CO₂(g) ；   ΔH₂=－393.5 kJ · mol^-1
③2C(s)+O₂(g)="2CO(g)" ；ΔH₃=－221.0 kJ · mol^-1 
則反應④Na₂SO₄(s)+4C(s)=Na₂S(s)+4CO(g)；ΔH₄=             kJ · mol^-1，該反應能自發進行的原因是                              ；工業上制備Na₂S不用反應①，而用反應④的理由是                                                       。
（2）已知不同溫度下2SO₂+O₂2SO₃的平衡常數見下表。

溫度（℃）	527	758	927
平衡常數	784	1.0	0.04

 
1233℃時，CaSO₄熱解所得氣體的主要成分是SO₂和O₂，而不是SO₃的原因是               。
（3）高溫時，用CO還原MgSO₄可制備高純MgO。
①750℃時，測得氣體中含等物質的量SO₂和SO₃，此時反應的化學方程式是                     。
②將上述反應獲得的SO₂通入含PtCl₄^2-的酸性溶液，可還原出Pt，則反應的離子方程式是                            。
③由MgO可制成“鎂—次氯酸鹽”燃料電池，其裝置示意圖如圖，則正極的電極反應式為          。

Answer 1

（1）569  ΔS<0   CO能夠保護Na₂S不被氧化；（2）1233℃時平衡常數遠小于1，氣體主要以SO₂
和O₂的形式存在；（3）CO+2MgSO₄2MgO+CO₂+SO₂+SO₃
PtCl₄^2-+SO₂+H₂O===SO₄^2-+4H⁺+4Cl^-+Pt↓   Mg+ClO^-+H2O=Cl^-+Mg(OH)₂。

試題分析：（1）將方程式①+2③得Na₂SO₄（s）+4C（s）═Na₂S（s）+4CO（g）△H₃=+1011.0kJ?mol^-1+2（-221.0kJ?mol^-1）=+569kJ/mol；根據反映方程式可知，反應物都為固體，產物有氣體生成，故ΔS<0，ΔG=△H-TΔS，故該反應能自發進行；CO能夠保護Na₂S不被氧化；（2）1233℃時平衡常數遠小于1，氣體主要以SO₂和O₂的形式存在；（3）①用CO還原MgSO₄可得到MgO、CO₂、SO₂和SO₃，方程式為CO+2MgSO₄2MgO+CO₂+SO₂+SO₃；② PtCl₄^2-+SO₂+H₂O=SO₄^2-+4H⁺+4Cl^-+Pt↓; ③由圖可知鎂-次氯酸鹽”燃料電池中Mg與ClO^-、H₂O反應生成Cl-與Mg(OH)₂，該電池反應的總反應方程式為Mg+ClO^-+H2O=Cl^-+Mg(OH)₂。