Question

沉淀的生成、溶解和轉化在無機物制備和提純以及科研等領域有廣泛應用．難溶物在水中溶解達到飽和時，即建立沉淀溶解平衡，平衡常數(shù)稱為溶度積（Ksp）．已知25℃時，Ksp（BaSO₄）=1×10^-10，Ksp（BaCO₃）=1×10^-9．
（1）將濃度均為0.1mol/L的BaCl₂溶液與Na₂SO₄溶液等體積混合，充分攪拌后過濾，濾液中c（Ba²⁺）=______mol/L．取100mL濾液與100mL2mol/LNa₂SO₄的溶液混合，混合液中c（Ba²⁺）=______mol/L．
（2）醫(yī)學上進行消化系統(tǒng)的X射線透視時，常使用BaSO₄作內(nèi)服造影劑．胃酸很強（pH約為1），但服用大量BaSO₄仍然是安全的，BaSO₄不溶于酸的原因是（用溶解平衡原理解）______．
萬一誤服了少量BaCO₃，應盡快用大量0.5mol/LNa₂SO₄溶液給患者洗胃，如果忽略洗胃過程中Na₂SO₄溶液濃度的變化，殘留在胃液中的Ba²⁺濃度僅為______mol/L．
（3）長期使用的鍋爐需要定期除水垢，否則會降低燃料的利用率．水垢中含有的CaSO₄，可先用Na₂CO₃溶液處理，使之轉化為疏松、易溶于酸的CaCO₃，而后用酸除去．
①CaSO₄ 轉化為CaCO₃的離子方程式為______
②請分析CaSO₄ 轉化為CaCO₃的原理______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)Ksp（BaSO₄）=1×10^-10計算；
（2）從影響難溶電解質(zhì)的溶解平衡的角度分析，結合溶度積計算；
（3）①CaSO₄ 轉化為CaCO₃的離子方程式為CaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）=CaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）；
②從沉淀的轉化角度分析．
解答：解：（1）將濃度均為0.1mol/L的BaCl₂溶液與Na₂SO₄溶液等體積混合，充分攪拌后過濾，濾液中為飽和溶液，則存在
c（Ba²⁺）×c（SO₄^2-）=1×10^-10，c（Ba²⁺）=1×10^-5mol/L，
取100mL濾液與100mL2mol/LNa₂SO₄的溶液混合，反應后c（SO₄^2-）=1mol/L，則由c（Ba²⁺）×c（SO₄^2-）=1×10^-10，
可知c（Ba²⁺）=1×10^-10mol/L，
故答案為：1×10^-5；1×10^-10；
（2）由平衡BaSO₄（s）Ba²⁺（aq）+SO₄^2-（aq）可知，H⁺不能減少Ba²⁺或SO₄^2-的濃度，平衡不能向溶解方向移動，
c（SO₄^2-）=0.5mol/L，則由c（Ba²⁺）×c（SO₄^2-）=1×10^-10，
可知c（Ba²⁺）=2×10^-10mol/L，
故答案為：對于平衡BaSO₄（s）Ba²⁺（aq）+SO₄^2-（aq），H⁺不能減少Ba²⁺或SO₄^2-的濃度，平衡不能向溶解方向移動；
（3）①CaSO₄ 轉化為CaCO₃的離子方程式為CaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）=CaCO₃（s）+SO₄^2-（aq），
故答案為：CaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）=CaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）；
②由平衡CaSO₄（s）Ca²⁺（aq）+SO₄^2-（aq）可知，加入Na₂CO₃溶液后，CO₃^2-與Ca²⁺結合生成CaCO₃沉淀Ca²⁺濃度減少，使CaSO₄的沉淀溶解平衡向溶解方向移動，發(fā)生：CaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）=CaCO₃（s）+SO₄^2-（aq），
故答案為：CaSO₄存在沉淀溶解平衡，加入Na₂CO₃溶液后，CO₃^2-與Ca²⁺結合生成CaCO₃沉淀Ca²⁺濃度減少，使CaSO₄的沉淀溶解平衡向溶解方向移動．
點評：本題考查難溶電解質(zhì)的溶解平衡，題目難度較大，解答本題時注意根據(jù)溶度積計算，把握平衡移動原理，注重相關知識、方法的理解和把握．