Question

（1）氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。

已知:CH₄(g)+H₂O(g)＝CO(g)+3H₂(g) ΔH=+206.2 kJ·mol^-1

CH₄(g)+CO₂(g)＝2CO(g)+2H₂(g) ΔH=+247.4 kJ·mol^-1

2H₂S(g)＝2H₂(g)+S₂(g) ΔH=+169.8 kJ·mol^-1

以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CO₂(g)和H₂(g)的热化学方程式为        。

（2）Na₂S的水溶液洗患处可以用来治疗由一种小芥虫在皮肤内生活引起的皮肤病，而且用热水配制的Na₂S溶液治疗效果更好。请说明原因                  ，并写出有关的化学方程式            。

（3）某自来水中含有Ca^2＋、Mg^2＋、Na⁺、K⁺、HCO、SO、Cl^－，长期烧煮上述自来水会在锅炉内形成水垢。锅炉水垢不仅耗费燃料，而且有烧坏锅炉的危险，因此要定期清除锅炉水垢。

已知部分物质20 ℃时的溶解度数据：

物质	Mg(OH)2	CaCO3	MgCO3	Ca(OH)2	CaSO4	MgSO4
溶解度/(g/100 g H2O)	9.0×10^-^4	1.5×10^-^3	1.0×10^-^2	1.7×10^-^1	2.1×10^-^1	26.7

①请用化学方程式表示锅炉中的水垢含有Mg(OH)₂的原因：______________________。

②锅炉中的水垢所含有的CaSO₄不能直接用酸除去，需要加入试剂X，使其转化为易溶于盐酸的物质Y而除去。试剂X是________(填序号)。

A.食醋             B.氯化钡             C.碳酸钠      D.碳酸氢钠

CaSO₄能转化为物质Y的原因是(用文字叙述) _______________________________。

Answer

(1)CH4(g)+2H2O(g)＝CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165.0 kJ·mol-1

（2）因为Na2S水解生成的H2S有毒，可杀虫；水解是吸热反应，热水溶解Na2S时促使平衡右移动，增大H2S的浓度；Na2S ＋H2ONaHS＋ NaOH，NaHS ＋H2ONaOH ＋H2S

（3）①Mg(HCO3)2MgCO3↓＋H2O＋CO2↑；MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑

②C 碳酸钙的溶解度小于硫酸钙的溶解度

【解析】

试题分析：（1）已知:①CH4(g)+H2O(g)＝CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.2 kJ·mol-1

②CH4(g)+CO2(g)＝2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.4 kJ·mol-1

则根据盖斯定律可知①×2－②即得到CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为CH4(g)+2H2O(g)＝CO2(g)+4H2(g) ΔH＝+165.0 kJ·mol-1。

（2）由于Na2S是强碱弱酸盐，硫离子水解生成的H2S有毒，可杀虫；水解是吸热反应，热水溶解Na2S时促使平衡右移动，增大H2S的浓度，有关反应的离子方程式为Na2S＋H2ONaHS＋NaOH，NaHS ＋H2ONaOH＋H2S；

（3）①碳酸氢镁不稳定，受热易分解生成碳酸镁、二氧化碳和水，在加热的条件下碳酸镁与水反应生成氢氧化镁和二氧化碳，因此在水垢中含有氢氧化镁，有关反应的方程式为Mg(HCO3)2MgCO3↓＋H2O＋CO2↑、MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑。

②A、醋酸与硫酸钙不反应，A错误；B、由于硫酸钡不溶于水，也不溶于酸，因此不能用氯化钡，B错误；C、水垢中含有的CaSO4不溶于酸，由于CaCO3的溶解度小于CaSO4，可先将其转化为易溶于盐酸的CaCO3而除去，所用试剂为碳酸钠，C正确；D、碳酸氢钠与硫酸钙不反应，D错误。答案选C。

【考点定位】本题主要是盖斯定律应用、水解平衡以及溶解平衡的应用等

【名师点晴】该题的难点是溶解平衡的应用，注意掌握沉淀转化的原理，即在难溶物质的饱和溶液中，溶解度小的沉淀会转化生成溶解度更小的沉淀。有关沉淀的生成、溶解和转化的判断是可以通过比较溶液中有关离子浓度幂的乘积——浓度积Qc与Ksp的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成、溶解或转化。两溶液混合是否会产生沉淀或同一溶液中可能会产生多种沉淀时，判断产生沉淀先后顺序问题，均可利用溶度积的计算公式或离子积与溶度积的关系加以判断。