Question

沉淀的生成、溶解和轉(zhuǎn)化在無機(jī)物制備和提純以及科研等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用．已知25℃時(shí)，K_sp（BaSO₄）=1×10^-10，K_sp（BaCO₃）=1×10^-9．
（1）將濃度均為0.1mol?L^-1的BaCl₂溶液與Na₂SO₄溶液等體積混合，充分?jǐn)嚢韬筮^濾，濾液中c（Ba²⁺）=

 

mol?L^-1．
（2）醫(yī)學(xué)上進(jìn)行消化系統(tǒng)的X射線透視時(shí)，常使用BaSO₄作內(nèi)服造影劑．胃酸酸性很強(qiáng)（pH約為1），但服用大量BaSO₄仍然是安全的，BaSO₄不溶于酸

 

（用溶解平衡原理解釋）．萬一誤服了少量BaCO₃，應(yīng)盡快用大量0.5mol?L^-1 Na₂SO₄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^-1．
（3）長期使用的鍋爐需要定期除水垢，否則會(huì)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(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO₃，而后用酸除去．
①CaSO₄轉(zhuǎn)化為CaCO₃的離子方程式

 

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②請分析CaSO₄轉(zhuǎn)化為CaCO₃的原理

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）根據(jù)Ksp（BaSO₄）=1×10^-10計(jì)算；
（2）從影響難溶電解質(zhì)的溶解平衡的角度分析，結(jié)合溶度積計(jì)算；
（3）①CaSO₄ 轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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?jǐn)嚢韬筮^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，
故答案為：1×10^-5；
（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(dòng)，
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(dòng)；
（3）①CaSO₄ 轉(zhuǎn)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(jié)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(dòng)，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(jié)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(dòng)．

點(diǎn)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(shí)注意根據(jù)溶度積計(jì)算，把握平衡移動(dòng)原理，注重相關(guān)知識(shí)、方法的理解和把握．