题目
沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用。已知25℃时,Ksp(BaSO4)=1×10-10,Ksp(BaCO3)=1×10-9。(1)由题中信息可知,在25℃时,BaSO4溶解度 ____ BaCO3的溶解度(填“大于”、“小于”或“等于”)。(2)将浓度均为0.1mol•L-1的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合,充分搅拌后过滤,滤液中c(Ba2+)= ____ mol•L-1。(3)医学上进行消化系统的X射线透视时,常使用BaSO4作内服造影剂。胃酸酸性很强(pH约为1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于酸的原因是 ____ 。(用沉淀溶解平衡原理解释)。万一误服了少量BaCO3,应尽快用大量0.5mol•L-1Na2SO4溶液给患者洗胃,如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化,残留在胃液中的Ba2+浓度仅为 ____ mol•L-1。(4)长期使用的锅炉需要定期除水垢,否则会降低燃料的利用率。水垢中含有的CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去。①CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为: ____ ;②请分析CaSO4转化为CaCO3的原理: ____ 。(5)请计算,25℃时若浓度为1×10-3mol/LBaCl2溶液与浓度为1×10-1mol/L的Na2SO4溶液等体积混合之后混合溶液中 ____ (请填“有”或“无”)沉淀生成,原因是 ____ 。
沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用。已知25℃时,Ksp(BaSO4)=1×10-10,Ksp(BaCO3)=1×10-9。
(1)由题中信息可知,在25℃时,BaSO4溶解度 ____ BaCO3的溶解度(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)将浓度均为0.1mol•L-1的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合,充分搅拌后过滤,滤液中c(Ba2+)= ____ mol•L-1。
(3)医学上进行消化系统的X射线透视时,常使用BaSO4作内服造影剂。胃酸酸性很强(pH约为1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于酸的原因是 ____ 。(用沉淀溶解平衡原理解释)。万一误服了少量BaCO3,应尽快用大量0.5mol•L-1Na2SO4溶液给患者洗胃,如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化,残留在胃液中的Ba2+浓度仅为 ____ mol•L-1。
(4)长期使用的锅炉需要定期除水垢,否则会降低燃料的利用率。水垢中含有的CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去。
①CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为: ____ ;
②请分析CaSO4转化为CaCO3的原理: ____ 。
(5)请计算,25℃时若浓度为1×10-3mol/LBaCl2溶液与浓度为1×10-1mol/L的Na2SO4溶液等体积混合之后混合溶液中 ____ (请填“有”或“无”)沉淀生成,原因是 ____ 。
(1)由题中信息可知,在25℃时,BaSO4溶解度 ____ BaCO3的溶解度(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)将浓度均为0.1mol•L-1的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合,充分搅拌后过滤,滤液中c(Ba2+)= ____ mol•L-1。
(3)医学上进行消化系统的X射线透视时,常使用BaSO4作内服造影剂。胃酸酸性很强(pH约为1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于酸的原因是 ____ 。(用沉淀溶解平衡原理解释)。万一误服了少量BaCO3,应尽快用大量0.5mol•L-1Na2SO4溶液给患者洗胃,如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化,残留在胃液中的Ba2+浓度仅为 ____ mol•L-1。
(4)长期使用的锅炉需要定期除水垢,否则会降低燃料的利用率。水垢中含有的CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去。
①CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为: ____ ;
②请分析CaSO4转化为CaCO3的原理: ____ 。
(5)请计算,25℃时若浓度为1×10-3mol/LBaCl2溶液与浓度为1×10-1mol/L的Na2SO4溶液等体积混合之后混合溶液中 ____ (请填“有”或“无”)沉淀生成,原因是 ____ 。
题目解答
答案
解:(1)BaSO4和BaCO3为同类型沉淀,由于Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4),所以BaSO4溶解度小于BaCO3的溶解度,
故答案为:小于;
(2)浓度均为0.1mol/L的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合,恰好生成BaSO4,则充分搅拌后过滤,滤液中c(Ba2+)=$\sqrt{{K}_{sp}(BaS{O}_{4})}$=1×10-5mol/L,
故答案为:1×10-5;
(3)由平衡BaSO4(s)⇌Ba2+(aq)+SO42-(aq)可知,H+不能减少Ba2+或SO42-的浓度,平衡不能向溶解方向移动,c(SO42-)=0.5mol/L,则由c(Ba2+)×c(SO42-)=1×10-10,
可知c(Ba2+)=2×10-10mol/L,
故答案为:对于平衡BaSO4(s)⇌Ba2+(aq)+SO42-(aq),H+不能减少Ba2+或SO42-的浓度,平衡不能向溶解方向移动;2×10-10;
(4)①CaSO4存在沉淀溶解平衡,加入Na2CO3溶液后,CO32-与Ca2+结合生成CaCO3沉淀Ca2+浓度减少,使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动,CaSO4 转化为CaCO3的离子方程式为CaSO4(s)+CO32-(aq)=CaCO3(s)+SO42-(aq),
故答案为:CaSO4(s)+CO32-(aq)=CaCO3(s)+SO42-(aq);
②由平衡CaSO4(s)⇌Ca2+(aq)+SO42-(aq)可知,加入Na2CO3溶液后,CO32-与Ca2+结合生成CaCO3沉淀Ca2+浓度减少,使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动,发生:CaSO4(s)+CO32-(aq)=CaCO3(s)+SO42-(aq),
故答案为:CaSO4存在沉淀溶解平衡,加入Na2CO3溶液后,CO32-与Ca2+结合生成CaCO3沉淀Ca2+浓度减少,使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动;
(5)25℃时若浓度为1×10-3mol/LBaCl2溶液与浓度为1×10-1mol/L的Na2SO4溶液等体积混合,则浓度积Qc=$\frac{1}{2}$×1×10-3×$\frac{1}{2}$×1×10-1=2.5×10-5>Ksp(BaSO4),所以有沉淀生成,
故答案为:有;Qc=$\frac{1}{2}$×1×10-3×$\frac{1}{2}$×1×10-1=2.5×10-5>Ksp(BaSO4),所以有沉淀生成。
故答案为:小于;
(2)浓度均为0.1mol/L的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合,恰好生成BaSO4,则充分搅拌后过滤,滤液中c(Ba2+)=$\sqrt{{K}_{sp}(BaS{O}_{4})}$=1×10-5mol/L,
故答案为:1×10-5;
(3)由平衡BaSO4(s)⇌Ba2+(aq)+SO42-(aq)可知,H+不能减少Ba2+或SO42-的浓度,平衡不能向溶解方向移动,c(SO42-)=0.5mol/L,则由c(Ba2+)×c(SO42-)=1×10-10,
可知c(Ba2+)=2×10-10mol/L,
故答案为:对于平衡BaSO4(s)⇌Ba2+(aq)+SO42-(aq),H+不能减少Ba2+或SO42-的浓度,平衡不能向溶解方向移动;2×10-10;
(4)①CaSO4存在沉淀溶解平衡,加入Na2CO3溶液后,CO32-与Ca2+结合生成CaCO3沉淀Ca2+浓度减少,使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动,CaSO4 转化为CaCO3的离子方程式为CaSO4(s)+CO32-(aq)=CaCO3(s)+SO42-(aq),
故答案为:CaSO4(s)+CO32-(aq)=CaCO3(s)+SO42-(aq);
②由平衡CaSO4(s)⇌Ca2+(aq)+SO42-(aq)可知,加入Na2CO3溶液后,CO32-与Ca2+结合生成CaCO3沉淀Ca2+浓度减少,使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动,发生:CaSO4(s)+CO32-(aq)=CaCO3(s)+SO42-(aq),
故答案为:CaSO4存在沉淀溶解平衡,加入Na2CO3溶液后,CO32-与Ca2+结合生成CaCO3沉淀Ca2+浓度减少,使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动;
(5)25℃时若浓度为1×10-3mol/LBaCl2溶液与浓度为1×10-1mol/L的Na2SO4溶液等体积混合,则浓度积Qc=$\frac{1}{2}$×1×10-3×$\frac{1}{2}$×1×10-1=2.5×10-5>Ksp(BaSO4),所以有沉淀生成,
故答案为:有;Qc=$\frac{1}{2}$×1×10-3×$\frac{1}{2}$×1×10-1=2.5×10-5>Ksp(BaSO4),所以有沉淀生成。