Question

1．鋇（Ba）和鍶（Sr）及其化合物在工業(yè)上有著廣泛的應用，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）+SO₄^2-（aq）　    K_sp=2.5×10^-7
SrCO₃（s）?Sr²⁺（aq）+CO₃^2-（aq）　   K_sp=2.5×10^-9
（1）將SrSO₄轉(zhuǎn)化成SrCO₃該反應的平衡常數(shù)表達式為$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$；該反應能發(fā)生的原因是Ksp（SrCO₃）＜Ksp（SrSO₄），反應向更難溶的方向進行．（用沉淀溶解平衡的有關理論解釋）
（2）對于上述反應，實驗證明增大CO₃^2-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減小；
②增大CO₃^2-的濃度，平衡常數(shù)K不變．
（3）已知，SrSO₄和SrCO₃在酸中的溶解性與BaSO₄和BaCO₃類似，設計實驗證明上述過程中SrSO₄是否完全轉(zhuǎn)化成SrCO₃．實驗所用的試劑為鹽酸；實驗現(xiàn)象及其相應結(jié)論為若沉淀完全溶解，則證明SrSO₄完全轉(zhuǎn)化成SrCO₃，否則為完全轉(zhuǎn)化．

Answer 1

分析 （1）SrSO₄轉(zhuǎn)化成SrCO₃的原因是依據(jù)物質(zhì)溶解度的不同實現(xiàn)，反應向更難溶的方向進行；依據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化的反應方程式結(jié)合平衡常數(shù)概念寫出表達式；
（2）①平衡常數(shù)隨溫度變化，反應是放熱反應，升溫平衡逆向進行；
②平衡常數(shù)不隨濃度變化；
（3）依據(jù)SrSO₄和SrCO₃在酸中的溶解性與BaSO₄和BaCO₃類似，說明SrCO₃溶于酸，SrSO₄不溶于酸，據(jù)此設計實驗驗證物質(zhì)成分．

解答 解：（1）依據(jù)物質(zhì)Ksp大小可知，SrSO₄轉(zhuǎn)化成SrCO₃的溶解性不同，反應向更難溶的方向進行，依據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化寫出離子方程式為：SrSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?SrCO₃（s）+SO₄^2-（aq）；平衡常數(shù)表達式K=$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$；該反應能發(fā)生的原因是因為Ksp（SrCO₃）＜Ksp（SrSO₄），反應向更難溶的方向進行；
故答案為：$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$，Ksp（SrCO₃）＜Ksp（SrSO₄），反應向更難溶的方向進行；
（2）①實驗證明降低溫度都有利于提高SrSO₄的轉(zhuǎn)化率．說明平衡正向進行，正反應為放熱反應，所以升高溫度平衡逆向進行，平衡常數(shù)K減小；故答案為：減��；
②增大CO^2-₃的濃度平衡正向進行，平衡常數(shù)隨溫度變化，不隨濃度改變，所以平衡常數(shù)不變；故答案為：不變；
（3）SrSO₄和SrCO₃在酸中的溶解性與BaSO₄和BaCO₃類似，說明SrCO₃溶于酸，SrSO₄不溶于酸，證明上述過程中SrSO₄是否完全轉(zhuǎn)化成SrCO₃．實驗所用試劑為鹽酸，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；
故凳矮矮為：鹽酸，若沉淀完全溶解，則證明SrSO₄完全轉(zhuǎn)化成SrCO₃，否則為完全轉(zhuǎn)化．

點評 本題考查了沉淀轉(zhuǎn)化的分析判斷，平衡移動原理的應用和方向判斷，平衡常數(shù)隨溫度變化是注意問題，題目難度中等．