Question

1．鋇（Ba）和鍶（Sr）及其化合物在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用，它們?cè)诘貧ぶ谐Ｒ粤蛩猁}的形式存在，BaSO₄和SrSO₄都是難溶性鹽．工業(yè)上提取鋇和鍶時(shí)首先將BaSO₄和SrSO₄轉(zhuǎn)化成難溶弱酸鹽．
已知：
SrSO₄（s）?Sr²⁺（aq）+SO₄^2-（aq）　    K_sp=2.5×10^-7
SrCO₃（s）?Sr²⁺（aq）+CO₃^2-（aq）　   K_sp=2.5×10^-9
（1）將SrSO₄轉(zhuǎn)化成SrCO₃該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$；該反應(yīng)能發(fā)生的原因是Ksp（SrCO₃）＜Ksp（SrSO₄），反應(yīng)向更難溶的方向進(jìn)行．（用沉淀溶解平衡的有關(guān)理論解釋）
（2）對(duì)于上述反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)證明增大CO₃^2-的濃度或降低溫度都有利于提高SrSO₄的轉(zhuǎn)化率．判斷在下列兩種情況下，平衡常數(shù)K的變化情況（填“增大”“減小”或“不變”）：
①升高溫度，平衡常數(shù)K減��；
②增大CO₃^2-的濃度，平衡常數(shù)K不變．
（3）已知，SrSO₄和SrCO₃在酸中的溶解性與BaSO₄和BaCO₃類似，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明上述過(guò)程中SrSO₄是否完全轉(zhuǎn)化成SrCO₃．實(shí)驗(yàn)所用的試劑為鹽酸；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其相應(yīng)結(jié)論為若沉淀完全溶解，則證明SrSO₄完全轉(zhuǎn)化成SrCO₃，否則為完全轉(zhuǎn)化．

Answer 1

分析 （1）SrSO₄轉(zhuǎn)化成SrCO₃的原因是依據(jù)物質(zhì)溶解度的不同實(shí)現(xiàn)，反應(yīng)向更難溶的方向進(jìn)行；依據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化的反應(yīng)方程式結(jié)合平衡常數(shù)概念寫出表達(dá)式；
（2）①平衡常數(shù)隨溫度變化，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行；
②平衡常數(shù)不隨濃度變化；
（3）依據(jù)SrSO₄和SrCO₃在酸中的溶解性與BaSO₄和BaCO₃類似，說(shuō)明SrCO₃溶于酸，SrSO₄不溶于酸，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物質(zhì)成分．

解答 解：（1）依據(jù)物質(zhì)Ksp大小可知，SrSO₄轉(zhuǎn)化成SrCO₃的溶解性不同，反應(yīng)向更難溶的方向進(jìn)行，依據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化寫出離子方程式為：SrSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?SrCO₃（s）+SO₄^2-（aq）；平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$；該反應(yīng)能發(fā)生的原因是因?yàn)镵sp（SrCO₃）＜Ksp（SrSO₄），反應(yīng)向更難溶的方向進(jìn)行；
故答案為：$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$，Ksp（SrCO₃）＜Ksp（SrSO₄），反應(yīng)向更難溶的方向進(jìn)行；
（2）①實(shí)驗(yàn)證明降低溫度都有利于提高SrSO₄的轉(zhuǎn)化率．說(shuō)明平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以升高溫度平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)K減小；故答案為：減小；
②增大CO^2-₃的濃度平衡正向進(jìn)行，平衡常數(shù)隨溫度變化，不隨濃度改變，所以平衡常數(shù)不變；故答案為：不變；
（3）SrSO₄和SrCO₃在酸中的溶解性與BaSO₄和BaCO₃類似，說(shuō)明SrCO₃溶于酸，SrSO₄不溶于酸，證明上述過(guò)程中SrSO₄是否完全轉(zhuǎn)化成SrCO₃．實(shí)驗(yàn)所用試劑為鹽酸，若沉淀完全溶解，則證明SrSO₄完全轉(zhuǎn)化成SrCO3，否則未完全轉(zhuǎn)化；
故凳矮矮為：鹽酸，若沉淀完全溶解，則證明SrSO₄完全轉(zhuǎn)化成SrCO₃，否則為完全轉(zhuǎn)化．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了沉淀轉(zhuǎn)化的分析判斷，平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用和方向判斷，平衡常數(shù)隨溫度變化是注意問(wèn)題，題目難度中等．