Question

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) Sr^2＋(aq)＋SO₄^2－(aq)　K_sp＝2.5×10^－7
SrCO₃(s) Sr^2＋(aq)＋CO₃^2－(aq)　K_sp＝2.5×10^－9
(1)將SrSO₄轉(zhuǎn)化成SrCO₃的離子方程式為_(kāi)_______________________，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為_(kāi)___________；該反應(yīng)能發(fā)生的原因是___________________________________________。(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將________；
②增大CO₃^2－的濃度，平衡常數(shù)K將________。
(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_(kāi)_______；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其相應(yīng)結(jié)論為_(kāi)___________________________。

Answer 1

(1)SrSO₄(s)＋CO₃^2－(aq) SrCO₃(s)＋SO₄^2－(aq)  K＝  K_sp(SrCO₃)<K_sp(SrSO₄)，加入CO₃^2－后，平衡SrSO₄(s) Sr^2＋(aq)＋SO₄^2－(aq)正向移動(dòng)，生成SrCO₃
(2)①減小　②不變
(3)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

(1)SrSO₄轉(zhuǎn)化成SrCO₃的離子反應(yīng)為：SrSO₄(s)＋CO₃^2－(aq)??SrCO₃(s)＋SO₄^2－(aq)，根據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化的原理，該反應(yīng)能夠發(fā)生，是因?yàn)镵_sp(SrCO₃)<K_sp(SrSO₄)。(2)①降低溫度有利于提高SrSO₄的轉(zhuǎn)化率，說(shuō)明降溫平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，因此升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故平衡常數(shù)K減小。②平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，增大CO₃^2－的濃度，平衡常數(shù)不變。(3)根據(jù)提供的信息，可以推斷SrSO₄難溶于鹽酸，而SrCO₃可溶于鹽酸，因此向溶液中加入鹽酸，若沉淀全部溶解，則SrSO₄完全轉(zhuǎn)化成SrCO₃，若沉淀沒(méi)有全部溶解，則SrSO₄沒(méi)有完全轉(zhuǎn)化成SrCO₃，需要注意的是，不能選擇稀硫酸，因?yàn)镾rCO₃與稀硫酸反應(yīng)生成SrSO₄。