闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鐐劤濠€閬嶅焵椤掑倹鍤€閻庢凹鍙冨畷宕囧鐎c劋姹楅梺鍦劋閸ㄥ綊宕愰悙宸富闁靛牆妫楃粭鍌滅磼閳ь剚绗熼埀顒€鐣峰⿰鍫晣闁绘垵妫欑€靛矂姊洪棃娑氬婵☆偅顨嗛幈銊槾缂佽鲸甯¢幃鈺呭礃閼碱兛绱濋梻浣虹帛娓氭宕抽敐鍡樺弿闁逞屽墴閺屾洟宕煎┑鍥舵¥闂佸憡蓱閹瑰洭寮婚埄鍐ㄧ窞閻忕偞鍨濆▽顏呯節閵忋垺鍤€婵☆偅绻傞悾宄扳攽閸♀晛鎮戦梺绯曞墲閸旀帞鑺辨繝姘拺闁告繂瀚埀顒佹倐閹ê鈹戠€e灚鏅滃銈嗗姂閸婃澹曟總绋跨骇闁割偅绋戞俊鐣屸偓瑙勬礀閻ジ鍩€椤掑喚娼愭繛鍙夅缚閺侇噣骞掑Δ瀣◤濠电娀娼ч鎰板极閸曨垱鐓㈡俊顖欒濡插嘲顭跨憴鍕婵﹥妞藉畷銊︾節閸曨厾绐楅梻浣呵圭€涒晜绻涙繝鍥х畾閻忕偠袙閺嬪酣鏌熼幆褜鍤熼柛姗€浜跺娲传閸曨剙鍋嶉梺鍛婃煥閻倿骞冨鈧幃鈺呮偨閻㈢绱查梻浣虹帛閻熴垽宕戦幘缁樼厱闁靛ǹ鍎抽崺锝団偓娈垮枛椤攱淇婇幖浣哥厸闁稿本鐭花浠嬫⒒娴e懙褰掑嫉椤掑倻鐭欓柟杈惧瘜閺佸倿鏌ㄩ悤鍌涘婵犵數濮烽弫鍛婃叏閻戣棄鏋侀柛娑橈攻閸欏繘鏌i幋锝嗩棄闁哄绶氶弻娑樷槈濮楀牊鏁鹃梺鍛婄懃缁绘﹢寮婚敐澶婄闁挎繂妫Λ鍕⒑閸濆嫷鍎庣紒鑸靛哺瀵鎮㈤崗灏栨嫽闁诲酣娼ф竟濠偽i鍓х<闁诡垎鍐f寖缂備緡鍣崹鎶藉箲閵忕姭妲堥柕蹇曞Х椤撴椽姊洪崫鍕殜闁稿鎹囬弻娑㈠Χ閸涱垍褔鏌$仦鍓ф创濠碉紕鍏橀、娆撴偂鎼存ɑ瀚介梻鍌欐祰濡椼劎绮堟担璇ユ椽顢橀姀鐘烘憰闂佸搫娴勭槐鏇㈡偪閳ь剟姊洪崫鍕窛闁稿⿴鍋婃俊鐑芥晜鏉炴壆鐩庨梻浣瑰濡線顢氳閳诲秴顓兼径瀣幍濡炪倖姊婚悺鏂库枔濠婂應鍋撶憴鍕妞ゃ劌妫楅銉╁礋椤掑倻鐦堟繛杈剧到婢瑰﹤螞濠婂牊鈷掗柛灞捐壘閳ь剟顥撶划鍫熺瑹閳ь剟鐛径鎰伋閻℃帊鐒﹀浠嬪极閸愵喖纾兼慨妯诲敾缁卞崬鈹戦悩顔肩伇闁糕晜鐗犲畷婵嬪即閵忕姴寮烽梺闈涱槴閺呮粓鎮¢悢鍏肩厵闂侇叏绠戦弸娑㈡煕閺傛鍎旈柡灞界Ч閺屻劎鈧綆浜炴导宀勬⒑鐠団€虫灈缂傚秴锕悰顔界瑹閳ь剟鐛幒妤€绠f繝鍨姉閳ь剝娅曠换婵嬫偨闂堟稐绮堕梺鐟板暱缁绘ê鐣峰┑鍡忔瀻闁规儳鐤囬幗鏇㈡⒑缂佹ɑ鈷掗柛妯犲懐鐭嗛柛鏇ㄥ灡閻撳繘鏌涢锝囩畺妞ゃ儲绮嶉妵鍕疀閵夛箑顏�

含鋇化合物在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的用途.
(1)過氧化鋇(BaO2)是一種常用的氧化劑,還可用于生產(chǎn)鋇鹽.工業(yè)上制取過氧化鋇的方法之一是2BaO+O2數(shù)學(xué)公式2BaO2.現(xiàn)有16.0噸的氧化鋇在足量的氧氣中加熱反應(yīng)后,固體的質(zhì)量變?yōu)?7.6噸.那么實(shí)際參加反應(yīng)的氧化鋇的質(zhì)量為______噸.
(2)某同學(xué)查得Ba(OH)2?8H2O晶體在20℃時(shí)的溶解度為3.9g/100g水,則20℃時(shí),Ba(OH)2飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______(答案保留2位小數(shù)).
(3)取不同質(zhì)量由Ba(OH)2?nH2O和BaCO3組成的樣品,加水溶解后加入80mL 1.0mol/L的鹽酸,并不斷地?cái)嚢瑁肅O2氣體的體積(已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)與加入樣品的質(zhì)量關(guān)系通過描點(diǎn)得到下圖(在此過程中不考慮Ba(HCO32的生成和CO2的溶解).請(qǐng)計(jì)算:
①在11.58g樣品中BaCO3的質(zhì)量為多少g?
②化學(xué)式Ba(OH)2?nH2O中n的值為多少?
(4)含鋇的礦物大多是重晶石(主要成分是BaSO4),工業(yè)上常用天然氣在850~900℃的條件下還原BaSO4生產(chǎn)BaS.發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有:
BaSO4+CH4(少量)→BaS+CO2+2H2O
3BaSO4+4CH4(足量)→3BaS+4CO+8H2O
①若反應(yīng)后混合氣體中CO2的體積分?jǐn)?shù)為數(shù)學(xué)公式,求該反應(yīng)條件下混合氣體的平均式量?
(假設(shè)每步反應(yīng)都完全.答案保留2位小數(shù))
②實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中,天然氣很難反應(yīng)完全.現(xiàn)有2.0×106 mol的CH4,若CH4的利用率為95%,且反應(yīng)結(jié)束后高溫氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)為0.02,求能生產(chǎn)多少噸BaS?(答案保留2位小數(shù))

解:(1)16.0噸的氧化鋇在足量的氧氣中加熱反應(yīng)后,固體的質(zhì)量變?yōu)?7.6噸,故參加反應(yīng)是氧氣的質(zhì)量為17.6噸-16噸=1.6噸,則:2BaO+O22BaO2
2×153 32
m 1.6噸
所以m==15.3噸
故答案為:15.3;
(2)假定水為100g,則溶解3.9gBa(OH)2?8H2O,故溶液的質(zhì)量為103.9g,3.9g氫氧化鋇晶體中含有氫氧化鋇的質(zhì)量為3.9g×=2.117g,20℃時(shí),Ba(OH)2飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=0.02,
故答案為:0.02;
(3)最高點(diǎn)時(shí),鹽酸與氫氧化鋇、碳酸鋇恰好反應(yīng),最高點(diǎn)之前,鹽酸有剩余,最高點(diǎn)之后氫氧化鋇完全反應(yīng)、碳酸鋇有剩余,至橫軸時(shí)氫氧化鋇與鹽酸恰好反應(yīng),碳酸鋇不反應(yīng),
①、加入樣品1.93生成氣體112mL為二氧化碳,二氧化碳的物質(zhì)的量為=0.005mol,根據(jù)碳原子守恒可知碳酸鋇的物質(zhì)的量為0.005mol,故11.58g混合物中含有的碳酸鋇的物質(zhì)的量為0.005mol×=0.03mol,故11.58g樣品中BaCO3的質(zhì)量為0.03mol×197g/mol=5.91g,
答:11.58g樣品中BaCO3的質(zhì)量為5.91g;
②、11.58g混合物中含有的氫氧化鋇晶體的質(zhì)量為11.58g-5.91g=5.57g.加入樣品11.58g生成氣體224mL二氧化碳,二氧化碳的物質(zhì)的量為=0.01mol,故生成二氧化碳消耗的鹽酸的物質(zhì)的量為0.01mol×2=0.02mol,與氫氧化鋇反應(yīng)消耗的鹽酸的物質(zhì)的量為0.08L×1mol/L-0.02mol=0.06mol,故氫氧化鈉晶體的物質(zhì)的量為0.06mol×=0.03mol,故0.03×(171+18n)=5.57,解得n=1,
答:化學(xué)式Ba(OH)2?nH2O中n的值為1;
(4)①、假定二氧化碳為1mol,則混合氣體共9mol,生成1mol二氧化碳的同時(shí)生成2mol,故生成CO的反應(yīng)中CO、水的總物質(zhì)的量為9mol-1mol-2mol=6mol,根據(jù)方程式可知生成CO的物質(zhì)的量為6mol×=2mol,故混合物水的物質(zhì)的量為9mol-1mol-2mol=6mol,故混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為=23.11,
答:該反應(yīng)條件下混合氣體的平均式量23.11;
②、高溫氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)為0.02,由方程式可知產(chǎn)生CO反應(yīng)中生成水所在的體積分?jǐn)?shù)為0.04,故生成二氧化碳反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體占有的體積分?jǐn)?shù)為1-0.02-0.04=0.94,由方程式可知,二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為0.94×,故混合氣體中二氧化碳與CO的物質(zhì)的量之比為0.94×:0.02=47:3,轉(zhuǎn)化的甲烷物質(zhì)的量為2.0×106 mol×95%,由碳元素守恒可知,二氧化碳、CO的總的物質(zhì)的量為2.0×106 mol×95%,故二氧化碳為2.0×106 mol×95%×,CO物質(zhì)的量為2.0×106 mol×95%×,結(jié)合方程式可知生成BaS的物質(zhì)的量為2.0×106 mol×95%×+2.0×106 mol×95%××=2.0×106×95%×mol,故生成BaS的質(zhì)量為2.0×106×95%×mol×169g/mol=316.28×106 g=316.28噸,
答:能生產(chǎn)316.28噸BaS.
分析:(1)16.0噸的氧化鋇在足量的氧氣中加熱反應(yīng)后,固體的質(zhì)量變?yōu)?7.6噸,質(zhì)量增重為參加反應(yīng)是氧氣的質(zhì)量,據(jù)此根據(jù)方程式計(jì)算實(shí)際參加反應(yīng)的氧化鋇的質(zhì)量;
(2)假定水為100g,則溶解3.9gBa(OH)2?8H2O,故溶液的質(zhì)量為103.9g,根據(jù)化學(xué)式中氫氧化鋇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算3.9g氫氧化鋇晶體中含有氫氧化鋇的質(zhì)量,再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計(jì)算;
(3)最高點(diǎn)時(shí),鹽酸與氫氧化鋇、碳酸鋇恰好反應(yīng),最高點(diǎn)之前,鹽酸有剩余,最高點(diǎn)之后氫氧化鋇完全反應(yīng)、碳酸鋇有剩余,至橫軸時(shí)氫氧化鋇與鹽酸恰好反應(yīng),碳酸鋇不反應(yīng),
①、加入樣品1.93生成氣體112mL為二氧化碳,根據(jù)n=計(jì)算二氧化碳的物質(zhì)的量,根據(jù)碳原子守恒計(jì)算碳酸鋇的物質(zhì)的量,根據(jù)定組成計(jì)算11.58g混合物中含有的碳酸鋇的物質(zhì)的量,進(jìn)而根據(jù)m=nM計(jì)算碳酸鋇的質(zhì)量;
②、根據(jù)①中碳酸鋇的質(zhì)量計(jì)算11.58g混合物中含有的氫氧化鋇晶體的質(zhì)量.加入樣品11.58g生成氣體224mL二氧化碳,根據(jù)n=計(jì)算二氧化碳的物質(zhì)的量,計(jì)算生成二氧化碳消耗的鹽酸的物質(zhì)的量,進(jìn)而計(jì)算與氫氧化鋇反應(yīng)消耗的鹽酸的物質(zhì)的量,可得氫氧化鈉晶體的物質(zhì)的量,進(jìn)而計(jì)算氫氧化鋇晶體中n的值;
(4)①、假定二氧化碳為1mol,則混合氣體共9mol,生成1mol二氧化碳的同時(shí)生成2mol,故生成CO的反應(yīng)中CO、水的總物質(zhì)的量為9mol-1mol-2mol=6mol,根據(jù)方程式可以計(jì)算生成CO的物質(zhì)的量,進(jìn)而計(jì)算混合物水的物質(zhì)的量,再根據(jù)=計(jì)算;
②、高溫氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)為0.02,由方程式可知產(chǎn)生CO反應(yīng)中生成水所在的體積分?jǐn)?shù)為0.04,故生成二氧化碳反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體占有的體積分?jǐn)?shù)為1-0.02-0.04=0.94,由方程式可知,二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為0.94×,據(jù)此計(jì)算混合氣體中二氧化碳與CO的物質(zhì)的量之比,根據(jù)轉(zhuǎn)化的甲烷計(jì)算二氧化碳、CO的物質(zhì)的量,結(jié)合方程式計(jì)算BaS的物質(zhì)的量,進(jìn)而計(jì)算其質(zhì)量.
點(diǎn)評(píng):本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算,為拼湊型題目,題目計(jì)算量很大,閱讀量很大,計(jì)算步驟多且繁瑣,是對(duì)學(xué)生心理素質(zhì)與綜合能力的考查,難度較大,需要學(xué)生全面掌握知識(shí)并能靈活運(yùn)用.
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