Question

15．已知：常溫下，K_sp（BaCO₃）=2.5×10^-9； K_sp（BaSO₄）=1×10^-10．現將0.5mol BaSO₄放入1L 1.0mol•L^-1 Na₂CO₃溶液中，反應一段時間達到平衡（不考慮溶液體積變化），下列說法不正確的是（　　）

• A． Na₂CO₃溶液中：2c（H₂CO₃）+c（HCO₃^-）+c（H⁺）=c（OH^-）
• B． 該沉淀轉化反應的平衡常數約為25
• C． 約有0.04 mol BaSO₄溶解
• D． 反應后溶液中：c（Na⁺）＞c （CO₃^2-）＞c（SO₄^2-）＞c（Ba²⁺）

Answer 1

分析 A．根據碳酸鈉溶液中的質子守恒判斷；
B．根據K=$\frac{{K}_{sp}（BaS{O}_{4}）}{{K}_{sp}（BaC{O}_{3}）}$及碳酸鋇、硫酸鋇的溶度積計算該沉淀轉化反應的平衡常數；
C．設出溶解的硫酸鋇的物質的量，根據沉淀轉化平衡常數列式計算；
D．根據溶解的硫酸鋇的物質的量計算出溶液中各離子的濃度，然后判斷各離子濃度大小．

解答 解：A．根據碳酸鈉溶液中的質子守恒可知：2c（H₂CO₃）+c（HCO₃^-）+c（H⁺）=c（OH^-），故A正確；
B．BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）的轉化反應的平衡常數為：K=$\frac{{K}_{sp}（BaS{O}_{4}）}{{K}_{sp}（BaC{O}_{3}）}$=$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$=$\frac{1×1{0}^{-10}}{2.5×1{0}^{-9}}$=0.04，故B錯誤；
C．設溶解的硫酸鋇的物質的量為x，則消耗的碳酸根離子的濃度為xmol/L，達到平衡時溶液中碳酸根離子的物質的量濃度為1-x，
則：BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）
始態/mol•L^-1　　　　　　　　　　 1                      0
沉淀溶解平衡時/mol•L^-1　　  　 1-x　　　　       　　　　　x
則：$\frac{x}{1-x}$=0.04，解得：x≈0.04，即約有0.04 mol BaSO₄溶解，故C正確；
D．反應后的溶液中有：c（Na⁺）=2.0 mol•L^-1，c（CO₃^2-）≈1.0 mol•L^-1-4×10^-2 mol•L^-1，c（SO₄^2-）≈4×10^-2 mol•L^-1，c（Ba²⁺）≈2.5×10^-9，故c（Na⁺）＞c （CO₃^2-）＞c（SO₄^2-）＞c（Ba²⁺），故D正確；
故選B．

點評 本題考查了難溶物溶解平衡及其計算，題目難度中等，明確難溶物溶度積的含義為解答關鍵，注意掌握關鍵溶度積進行計算的方法，試題培養了學生的分析能力及化學計算能力．