Question

6．已知氢氧化钙和钨酸钙（CaWO₄）都是微溶电解质，两者的溶解度均随温度升高而减小．在钨冶炼工艺中，将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中得到钨酸钙，发生反应Ⅰ：WO₄^2-（aq）+Ca（OH）₂（s）═CaWO₄（s）+2OH^-（aq）．
（1）图为不同温度下Ca（OH）₂、CaWO₄的沉淀溶解平衡曲线．
①计算T₁时K_SP（CaWO₄）=1×10^-10．
②T₁＜　T₂（填“＞”“=”或“＜”）．
（2）反应Ⅰ的平衡常数K理论值如表：

温度/℃	25	50	90	100
K	79.96	208.06	222.88	258.05

①该反应平衡常数K的表达式为$\frac{{c}^{2}（O{H}^{-}）}{c（W{{O}_{4}}^{2-}）}$．
②该反应的△H＞0（填“＞”“=”或“＜”）．
③由于溶液中离子间的相互作用，实验测得的平衡常数与理论值相距甚远．50℃时，向一定体积的钨酸钠碱性溶液[c（Na₂WO₄）=c（NaOH）=0.5mol•L^-1]中，加入过量Ca（OH）₂，反应达到平衡后WO₄^2-的沉淀率为60%，计算实验测得的平衡常数．
（3）制取钨酸钙时，适时向反应混合液中添加适量盐酸，分析其作用：加入盐酸，消耗反应生成的OH^-，使溶液中OH^-浓度减小，平衡向正反应方向移动，提高WO₄^2-的沉淀率．

Answer 1

分析 （1）①T₁时K_SP（CaWO₄）=c（Ca²⁺）•c（WO₄^2-），根据表中该温度下离子的浓度代入计算；
②沉淀的溶解平衡是吸热的过程，温度高，溶度积常数大；
（2）①反应平衡常数K等于生成物平衡浓度系数次方之积和反应物平衡浓度系数次方之积；
②对于吸热反应，温度高，K越大，反之越低；
③根据三段式计算平衡时各物质的浓度，结合K=$\frac{{c}^{2}（O{H}^{-}）}{c（W{{O}_{4}}^{2-}）}$可计算实验测得的平衡常数；
（3）根据浓度对反应平衡移动的影响：降低产物浓度，平衡正向移动来回答．

解答 解：（1）①T₁时K_SP（CaWO₄）=c（Ca²⁺）•c（WO₄^2-）=1×10^-5×1×10^-5=1×10^-10，故答案为：1×10^-10； 
   ②沉淀的溶解平衡是吸热的过程，温度高，溶度积常数大，根据表中数据，可以看出下的Ksp较大，所以T₁＜T₂，故答案为：＜；
（2）①反应平衡常数K等于生成物平衡浓度系数次方之积和反应物平衡浓度系数次方之积，即K=$\frac{{c}^{2}（O{H}^{-}）}{c（W{{O}_{4}}^{2-}）}$，故答案为：$\frac{{c}^{2}（O{H}^{-}）}{c（W{{O}_{4}}^{2-}）}$；
 ②根据表中温度和K之间的关系，可以看出温度高，K越大，所以反应是吸热的，故答案为：＞；
③WO₄^2-（aq）+Ca（OH）₂（s）═CaWO₄（s）+2OH^-（aq）
起始/mol•L^-1        0.5                                   0.5
变化/mol•L^-1     0.5×60%=0.3                              0.6
平衡/mol•L^-1        0.2                                    1.1
K=$\frac{{c}^{2}（O{H}^{-}）}{c（W{{O}_{4}}^{2-}）}$=$\frac{1．{1}^{2}}{0.2}$=6.05（mol•L^-1），
答：实验测得的平衡常数为6.05（mol•L^-1）；
（3）向反应混合液中添加适量盐酸，消耗反应生成的OH^-，使溶液中OH^-浓度减小，平衡向正反应方向移动，这样可以提高WO₄^2-的沉淀率，
故答案为：加入盐酸，消耗反应生成的OH^-，使溶液中OH^-浓度减小，平衡向正反应方向移动，提高WO₄^2-的沉淀率．

点评 本题考查学生化学平衡常数的有关计算、影响平衡移动的因素、沉淀溶解平衡等方面的知识，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，题目较为综合，难度中等，注意把握平衡常数的意义，学会分析图象．