Question

鋇(Ba)和鍶(Sr)及其化合物在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)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(yè)上提取鋇和鍶時首先將BaSO4和SrSO4轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化成SrCO3的離子方程式為________________________，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為____________；該反應(yīng)能發(fā)生的原因是___________________________________________。(用沉淀溶解平衡的有關(guān)理論解釋)

(2)對于上述反應(yīng)，實驗證明增大CO32－的濃度或降低溫度都有利于提高SrSO4的轉(zhuǎn)化率。判斷在下列兩種情況下，平衡常數(shù)K的變化情況(填“增大”、“減小”或“不變”)：

①升高溫度，平衡常數(shù)K將________；

②增大CO32－的濃度，平衡常數(shù)K將________。

(3)已知，SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性與BaSO4和BaCO3類似，設(shè)計實驗證明上述過程中SrSO4是否完全轉(zhuǎn)化成SrCO3。

實驗所用的試劑為________；實驗現(xiàn)象及其相應(yīng)結(jié)論為____________________________。

 

Answer 1

【答案】

(1)SrSO4(s)＋CO32－(aq) SrCO3(s)＋SO42－(aq)? K＝? Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4)，加入CO32－后，平衡SrSO4(s) Sr2＋(aq)＋SO42－(aq)正向移動，生成SrCO3

(2)①減小　②不變

(3)鹽酸　若沉淀完全溶解，則證明SrSO4完全轉(zhuǎn)化成SrCO3，否則，未完全轉(zhuǎn)化

【解析】(1)SrSO4轉(zhuǎn)化成SrCO3的離子反應(yīng)為：SrSO4(s)＋CO32－(aq)??SrCO3(s)＋SO42－(aq)，根據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化的原理，該反應(yīng)能夠發(fā)生，是因為Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4)。(2)①降低溫度有利于提高SrSO4的轉(zhuǎn)化率，說明降溫平衡向正反應(yīng)方向移動，因此升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，故平衡常數(shù)K減小。②平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，增大CO32－的濃度，平衡常數(shù)不變。(3)根據(jù)提供的信息，可以推斷SrSO4難溶于鹽酸，而SrCO3可溶于鹽酸，因此向溶液中加入鹽酸，若沉淀全部溶解，則SrSO4完全轉(zhuǎn)化成SrCO3，若沉淀沒有全部溶解，則SrSO4沒有完全轉(zhuǎn)化成SrCO3，需要注意的是，不能選擇稀硫酸，因為SrCO3與稀硫酸反應(yīng)生成SrSO4。