Question

（14分）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；工業上制備Na₂S時往往還要加入過量的炭，同時還要通入空氣，目的有兩個，其一是使硫酸鈉得到充分還原（或提高Na₂S產量），其二是_____________________________________________。
（2）智能材料是當今材料研究的重要方向之一，納米Fe₃O₄由于具有高的比表面、高的比飽和磁化強度和順磁為零的超順磁性而被廣泛地用作磁流體的磁性粒子。水熱法制備Fe₃O₄納米顆粒的反應是：
3Fe²⁺ + 2S₂O₃^2- + O₂ + xOH^-=Fe₃O₄+S₄O₆^2-+2H₂O
請回答下列問題：

①水熱法所制得的水基磁流體超過30天都未出現分層和混濁現象，因為該分散系是________。
②上述反應方程式x=___________________。
③該反應中1molFe²⁺被氧化時，被Fe²⁺還原的O₂的物質的量為_____。
（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由MgO可制成“鎂—次氯酸鹽”燃料電池，其裝置示意圖如上圖，該電池反應的化學方程式為_____________________________________________________。

Answer 1

（1）569.0；反應④為吸熱反應，炭和氧氣反應放熱維持反應所需溫度。

高溫

      （2）①膠體。       ②4。        ③0.25mol。

  （3）①2MgSO₄+CO===2MgO+SO₂+CO₂+SO₃。  ②Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg(OH)₂。

試題分析：（1）④=①+2×③，則ΔH₄=569.0 kJ·mol^-1。加入過量的炭的另一個目的是反應④為吸熱反應，炭和氧氣反應放熱維持反應所需溫度。（2）①根據納米材料粒子直徑的大小可知得到的分散系是膠體。②根據電荷守恒可知x=4。③根據得失電子數相等，可知1molFe²⁺還原0.25molO₂。（3）①根據反應物和產物及其量的關系，可確定反應方程式為：2MgSO₄+CO2MgO+SO₂+CO₂+SO₃。②根據圖示可以看出反應物為Mg、ClO^-和H₂O，產物是Cl^-和Mg(OH)₂，所以反應方程式為Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg(OH)₂。
點評：本題綜合性強，難度適中，很鍛煉學生的邏輯思維能力。