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．已知25℃時，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，充分攪拌后過濾，濾液中c（Ba²⁺）=

 

mol?L^-1．
（2）醫學上進行消化系統的X射線透視時，常使用BaSO₄作內服造影劑．胃酸酸性很強（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

 

．
②請分析CaSO₄轉化為CaCO₃的原理

 

．

Answer 1

考點：難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）根據Ksp（BaSO₄）=1×10^-10計算；
（2）從影響難溶電解質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，
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，
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的溶解平衡，題目難度較大，解答本題時注意根據溶度積計算，把握平衡移動原理，注重相關知識、方法的理解和把握．