Question

6．已知氫氧化鈣和鎢酸鈣（CaWO₄）都是微溶電解質，兩者的溶解度均隨溫度升高而減小．在鎢冶煉工藝中，將氫氧化鈣加入鎢酸鈉堿性溶液中得到鎢酸鈣，發生反應Ⅰ：WO₄^2-（aq）+Ca（OH）₂（s）═CaWO₄（s）+2OH^-（aq）．
（1）圖為不同溫度下Ca（OH）₂、CaWO₄的沉淀溶解平衡曲線．
①計算T₁時K_SP（CaWO₄）=1×10^-10．
②T₁＜　T₂（填“＞”“=”或“＜”）．
（2）反應Ⅰ的平衡常數K理論值如表：

溫度/℃	25	50	90	100
K	79.96	208.06	222.88	258.05

①該反應平衡常數K的表達式為$\frac{{c}^{2}（O{H}^{-}）}{c（W{{O}_{4}}^{2-}）}$．
②該反應的△H＞0（填“＞”“=”或“＜”）．
③由于溶液中離子間的相互作用，實驗測得的平衡常數與理論值相距甚遠．50℃時，向一定體積的鎢酸鈉堿性溶液[c（Na₂WO₄）=c（NaOH）=0.5mol•L^-1]中，加入過量Ca（OH）₂，反應達到平衡后WO₄^2-的沉淀率為60%，計算實驗測得的平衡常數．
（3）制取鎢酸鈣時，適時向反應混合液中添加適量鹽酸，分析其作用：加入鹽酸，消耗反應生成的OH^-，使溶液中OH^-濃度減小，平衡向正反應方向移動，提高WO₄^2-的沉淀率．

Answer 1

分析 （1）①T₁時K_SP（CaWO₄）=c（Ca²⁺）•c（WO₄^2-），根據表中該溫度下離子的濃度代入計算；
②沉淀的溶解平衡是吸熱的過程，溫度高，溶度積常數大；
（2）①反應平衡常數K等于生成物平衡濃度系數次方之積和反應物平衡濃度系數次方之積；
②對于吸熱反應，溫度高，K越大，反之越低；
③根據三段式計算平衡時各物質的濃度，結合K=$\frac{{c}^{2}（O{H}^{-}）}{c（W{{O}_{4}}^{2-}）}$可計算實驗測得的平衡常數；
（3）根據濃度對反應平衡移動的影響：降低產物濃度，平衡正向移動來回答．

解答 解：（1）①T₁時K_SP（CaWO₄）=c（Ca²⁺）•c（WO₄^2-）=1×10^-5×1×10^-5=1×10^-10，故答案為：1×10^-10； 
   ②沉淀的溶解平衡是吸熱的過程，溫度高，溶度積常數大，根據表中數據，可以看出下的Ksp較大，所以T₁＜T₂，故答案為：＜；
（2）①反應平衡常數K等于生成物平衡濃度系數次方之積和反應物平衡濃度系數次方之積，即K=$\frac{{c}^{2}（O{H}^{-}）}{c（W{{O}_{4}}^{2-}）}$，故答案為：$\frac{{c}^{2}（O{H}^{-}）}{c（W{{O}_{4}}^{2-}）}$；
 ②根據表中溫度和K之間的關系，可以看出溫度高，K越大，所以反應是吸熱的，故答案為：＞；
③WO₄^2-（aq）+Ca（OH）₂（s）═CaWO₄（s）+2OH^-（aq）
起始/mol•L^-1        0.5                                   0.5
變化/mol•L^-1     0.5×60%=0.3                              0.6
平衡/mol•L^-1        0.2                                    1.1
K=$\frac{{c}^{2}（O{H}^{-}）}{c（W{{O}_{4}}^{2-}）}$=$\frac{1．{1}^{2}}{0.2}$=6.05（mol•L^-1），
答：實驗測得的平衡常數為6.05（mol•L^-1）；
（3）向反應混合液中添加適量鹽酸，消耗反應生成的OH^-，使溶液中OH^-濃度減小，平衡向正反應方向移動，這樣可以提高WO₄^2-的沉淀率，
故答案為：加入鹽酸，消耗反應生成的OH^-，使溶液中OH^-濃度減小，平衡向正反應方向移動，提高WO₄^2-的沉淀率．

點評 本題考查學生化學平衡常數的有關計算、影響平衡移動的因素、沉淀溶解平衡等方面的知識，為高頻考點，側重于學生的分析、計算能力的考查，題目較為綜合，難度中等，注意把握平衡常數的意義，學會分析圖象．