Question

硫化钠是一种重要的化工原料．工业上用硫酸钠来制得硫化钠．制备硫化钠的反应原理为：Na₂SO₄（s）+4H₂（g）⇌Na₂S（s）+4H₂O（g）﹣Q，已知该可逆反应在1000℃时达到平衡，并保持反应器内恒温恒容．试回答下列问题：

（1）此可逆反应的平衡常数表达式可表示为______，若只改变一个影响因素，当平衡移动时，K值______变化（填“一定”或“不一定”）；当K值变大时，逆反应速率______．（填“增大”、“减小”或“不变”）

（2）该反应达到平衡时下列说法错误的是______．

a．容器内压强保持不变

b．氢气和水蒸汽的物质的量之比保持不变

c．加入少量Fe₃O₄固体，平衡向逆反应方向移动

d．移除部分Na₂S固体，平衡向正反应方向移动

（3）该温度下，在2L盛有2.84g Na₂SO₄的密闭容器中通入H₂气体，10分钟后测得固体质量为2.264g．则10分钟内H₂的平均反应速率为______．

（4）往Ba（ClO）₂溶液中通入足量SO₂气体后，溶液中的溶质是______．

（5）向亚硫酸钠中滴加酚酞，溶液变为红色，若在该溶液中再滴入过量的BaCl₂溶液，现象是______，请结合离子方程式，运用平衡原理进行解释：______．

Answer

不一定 增大 d 0.0018 mol/（L•min） H2SO4 HCl 白色沉淀生成，溶液红色褪去 亚硫酸钠溶液水解成碱性，滴入酚酞成红色．SO32﹣+H2O⇌HSO3﹣+OH﹣，加入氯化钡后，Ba2++SO32﹣=BaSO3↓，降低了SO32﹣的浓度，使得水解平衡往左移动，导致溶液中OH﹣浓度降低，因此溶液红色褪去

【解析】

(1)反应的平衡常数=，固体和纯液体不写入表达式，平衡常数只随温度变化；反应是吸热反应，升温促进平衡正向进行，平衡常数增大；

(2)反应是气体体积不变的吸热反应，反应达到平衡状态，正逆反应速率相同时，各组分含量保持不变，变量不变说明反应达到平衡状态；

(3)根据方程式计算反应的氢气的物质的量，再求出反应速率；

(4)二氧化硫水溶液呈酸性，C1O﹣在酸性条件下具有强氧化性，可与二氧化硫发生氧化还原反应，以此解答该题；

(5)亚硫酸钠是强碱弱酸盐，亚硫酸钠水解而使溶液呈碱性，滴入酚酞，溶液变红；再滴入过量的BaCl2溶液，亚硫酸根离子和钡离子反应生成亚硫酸钡沉淀，由于SO32﹣浓度减小，水解平衡左移，OH﹣浓度减小，溶液褪色，据此即可解答。

(1)Na2SO4(s)+4H2(g)⇌Na2S(s)+4H2O(g)，反应的平衡常数表达式K=，影响化学平衡的因素有温度、压强、浓度等，改变一个条件平衡发生移动，但平衡常数只随温度变化，不随压强、浓度的改变，所以若只改变一个影响因素，当平衡移动时，K值不一定变化，反应是吸热反应，当K值变大时，说明是温度影响，平衡正向进行，说明是升温平衡正向进行，正逆反应速率都增大；

(2)Na2SO4(s)+4H2(g)⇌Na2S(s)+4H2O(g)，反应是气体体积不变的吸热反应，

a．反应前后气体体积不变，反应过程中容器内压强始终保持不变，反应达到平衡状态，压强不变，故a正确；

b．反应达到平衡状态，物质的量不变，氢气和水蒸汽的物质的量之比保持不变，故b正确；

c．固体不影响化学平衡，加入少量Fe3O4固体，平衡不发生移动，故c正确；

d．固体不影响化学平衡，移除部分Na2S固体，平衡不发生移动，故d错误；

(3)设反应消耗的氢气为nmol，

解得n=0.036mol，则该时间范围内的平均反应速率v(H2)=═0.0018mol/（L∙min）；

(4)往Ba(C1O)2溶液中通入足量SO2气体发生Ba(C1O)2+2SO2+2H2O=BaSO4↓+H2SO4+2HCl，则反应后溶液的溶质为H2SO4、HCl；

(5)亚硫酸钠是强碱弱酸盐，亚硫酸钠水解而使溶液呈碱性，SO32﹣+H2O⇌HSO3﹣+OH﹣，滴入酚酞，溶液变红；再滴入过量的BaCl2溶液，亚硫酸根离子和钡离子反应生成亚硫酸钡沉淀，Ba2++SO32﹣═BaSO3↓(白色)，由于SO32﹣浓度减小，水解平衡左移，OH﹣浓度减小，溶液褪色。