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1.鋇(Ba)和鍶(Sr)及其化合物在工業上有著廣泛的應用,它們在地殼中常以硫酸鹽的形式存在,BaSO4和SrSO4都是難溶性鹽.工業上提取鋇和鍶時首先將BaSO4和SrSO4轉化成難溶弱酸鹽.
已知:
SrSO4(s)?Sr2+(aq)+SO42-(aq)     Ksp=2.5×10-7
SrCO3(s)?Sr2+(aq)+CO32-(aq)    Ksp=2.5×10-9
(1)將SrSO4轉化成SrCO3該反應的平衡常數表達式為$\frac{c(S{{O}_{4}}^{2-})}{c(C{{O}_{3}}^{2-})}$;該反應能發生的原因是Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4),反應向更難溶的方向進行.(用沉淀溶解平衡的有關理論解釋)
(2)對于上述反應,實驗證明增大CO32-的濃度或降低溫度都有利于提高SrSO4的轉化率.判斷在下列兩種情況下,平衡常數K的變化情況(填“增大”“減小”或“不變”):
①升高溫度,平衡常數K減小;
②增大CO32-的濃度,平衡常數K不變.
(3)已知,SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性與BaSO4和BaCO3類似,設計實驗證明上述過程中SrSO4是否完全轉化成SrCO3.實驗所用的試劑為鹽酸;實驗現象及其相應結論為若沉淀完全溶解,則證明SrSO4完全轉化成SrCO3,否則為完全轉化.

分析 (1)SrSO4轉化成SrCO3的原因是依據物質溶解度的不同實現,反應向更難溶的方向進行;依據沉淀轉化的反應方程式結合平衡常數概念寫出表達式;
(2)①平衡常數隨溫度變化,反應是放熱反應,升溫平衡逆向進行;
②平衡常數不隨濃度變化;
(3)依據SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性與BaSO4和BaCO3類似,說明SrCO3溶于酸,SrSO4不溶于酸,據此設計實驗驗證物質成分.

解答 解:(1)依據物質Ksp大小可知,SrSO4轉化成SrCO3的溶解性不同,反應向更難溶的方向進行,依據沉淀轉化寫出離子方程式為:SrSO4(s)+CO32-(aq)?SrCO3(s)+SO42-(aq);平衡常數表達式K=$\frac{c(S{{O}_{4}}^{2-})}{c(C{{O}_{3}}^{2-})}$;該反應能發生的原因是因為Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4),反應向更難溶的方向進行;
故答案為:$\frac{c(S{{O}_{4}}^{2-})}{c(C{{O}_{3}}^{2-})}$,Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4),反應向更難溶的方向進行;
(2)①實驗證明降低溫度都有利于提高SrSO4的轉化率.說明平衡正向進行,正反應為放熱反應,所以升高溫度平衡逆向進行,平衡常數K減小;故答案為:減小;
②增大CO2-3的濃度平衡正向進行,平衡常數隨溫度變化,不隨濃度改變,所以平衡常數不變;故答案為:不變;
(3)SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性與BaSO4和BaCO3類似,說明SrCO3溶于酸,SrSO4不溶于酸,證明上述過程中SrSO4是否完全轉化成SrCO3.實驗所用試劑為鹽酸,若沉淀完全溶解,則證明SrSO4完全轉化成SrCO3,否則未完全轉化;
故凳矮矮為:鹽酸,若沉淀完全溶解,則證明SrSO4完全轉化成SrCO3,否則為完全轉化.

點評 本題考查了沉淀轉化的分析判斷,平衡移動原理的應用和方向判斷,平衡常數隨溫度變化是注意問題,題目難度中等.

練習冊系列答案
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(2)以極性鍵相結合,具有正四面體結構的非極性分子是CH4
(3)以極性鍵相結合,具有三角錐型結構的極性分子是NH3
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(5)以極性鍵相結合,而且分子極性最大的是HF.
(6)以極性鍵相結合,分子最不穩定的是HI.

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 (ⅰ)該反應屬于放熱反應(填“吸熱”或“放熱”).
(ⅱ)100℃時,若一個可逆反應的平衡常數K值很大,對此反應的說法正確的是c(填序號).
a.該反應使用催化劑意義不大
b.該反應發生將在很短的時間內完成c.該反應達到平衡時至少有一種反應物百分含量很小
d.該反應一定是放熱反應
(ⅲ)在溫度和容積不變的情況下,再向平衡體系中充入a mol CO、2a mol H2,達到平衡時CO的轉化率增大(填“增大”、“不變”或“減小”,下同),平衡常數不變.
(ⅳ)在某溫度下,向一容積不變的密閉容器中充入2.5mol CO、7.5mol H2,反應生成CH3OH(g)達到平衡時,CO的轉化率為90%,此時容器內壓強為開始時壓強的0.55倍.
(2)某溫度下,若將CO2(g)和H2(g)以體積比1:4混合,在適當壓強和催化劑作用下可制得甲烷,已知:
CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ•mol-1
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則CO2(g)和H2(g)反應生成甲烷和液態水的熱化學方程式為CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)△H=-252.9kJ•mol-1

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