题目内容

请解答下列问题.
(1)在一定温度下,Ksp是一个常数.通过比较Ksp与溶液中有关离子浓度幂的乘积--离子积Qc的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或者溶解,则当Qc<Ksp时,溶液中
 
(填“有”或“无”)沉淀析出,此时若加入过量的相应难溶电解质固体,难溶电解质将
 
(填“溶解”或“不溶解”).
(2)Ba2+是一种有毒的重金属离子,当人体中c(Ba2+)达到2×10-3mol?L -1时,就会对人体健康产生危害.在25℃时,硫酸钡在水中的溶解度为2×10-4g.请通过计算说明用硫酸钡作“钡餐”是否会对人的健康产生危害.
(3)在一些工业生产中,常常将难溶于强酸的BaSO43制成易溶于盐酸的BaCO3.已知250C时,Ksp(BaCO3)=5.1×10-9,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,则250C时,反应BaSO4 (s)+CO32- (aq)?BaCO3 (s)+SO42- (aq)的平衡常数为
 
(计算结果保留三位小数);0.15L 1.5mol?L -1的Na2CO3溶液在此条件下可溶解的BaSO4为
 
mol(设溶液体积的变化忽略不计).
考点:难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
专题:电离平衡与溶液的pH专题
分析:(1)当Qc<Ksp时,离子浓度小于饱和溶液中离子浓度,属于不饱和溶液,能继续溶解;
(2)根据硫酸钡的溶度积常数计算硫酸钡溶液中的钡离子浓度,判断是否对人体有害;
(3)根据K=
c(SO42-)
c(CO32-)
=
Ksp(BaSO4)
Ksp(BaCO3)
计算;设发生转化的BaSO4的物质的量为x mol,则平衡时c(SO42-)为x mol/L,利用三段式计算平衡时碳酸根的浓度,代入平衡常数计算.
解答: 解:(1)当Qc<Ksp时,溶液中离子浓度小于饱和时溶液中的离子浓度,属于不饱和溶液,没有沉淀生成,所以此时若加入过量的相应难溶电解质固体,难溶电解质将继续溶解,
故答案为:无;溶解;
(2)根据硫酸钡的溶解平衡计算,在硫酸钡中存在平衡:BaSO4(s)?Ba2+(aq)+SO42-(aq),
c(Ba2+)=
1.1×10-10
=1.05×10-5mol?L-1,小于2×10-3 mol?L-1,而胃液中H+对BaSO4的沉淀溶解平衡没有影响,所以BaSO4可用做“钡餐”,
答:故答案为:c(Ba2+)=1.1×10-5mol?L-1<2×10-3 mol?L-1,胃液中H+ 对BaSO4的沉淀溶解平衡没有影响,因此BaSO4可用做“钡餐”;
(3)已知反应BaSO4 (s)+CO32- (aq)?BaCO3 (s)+SO42- (aq),则K=
c(SO42-)
c(CO32-)
=
Ksp(BaSO4)
Ksp(BaCO3)
=
1.1×10-10
5.1×10-9
=0.022;
  设发生转化的CO32-的物质的量浓度为x mol?L -1,则平衡时c(SO42-)为x mol?L -1,开始时c(CO32-)=1.5mol?L -1,
                 BaSO4 +CO32-?BaCO3 +SO42-
起始浓度(mol/L)          1.5              0
转化浓度(mol/L)          x                x
平衡浓度(mol/L)        1.5-x              x
所以
x
1.5-x
=0.022,解得x=0.034,则溶解的硫酸钡的物质的量为0.034mol?L -1×0.15L=5.06×10-3mol
故答案为:0.022;5.06×10-3.
点评:本题考查了溶度积常数的计算,化学平衡常数有关计算、沉淀转化等,本题计算量较大,题目难度中等,是对热点知识的考查.
练习册系列答案
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除去杂质后的水煤气主要含H2、CO,是理想的合成甲醇的原料气.
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上述反应△H3与△H1、△H2之间的关系为
 
.
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2CH4(g)+3O2(g)?4CO(g)+4H2O(g)△H=-1038kJ/mol.工业上要选择合适的催化剂,分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同):
①X在750℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
②Y在600℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③Z在440℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是
 
(填“X”或“Y”或“Z”),选择的理由是
 
;
(3)请在答题卡中,画出(2)中反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图,并进行必要标注.
(4)合成气合成甲醇的主要反应是:
2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H=-90.8kJ?mol-1,T℃下此反应的平衡常数为160.
此温度下,在密闭容器中开始只加入CO、H2,反应10min后测得各组分的浓度如下:
物质 H2 CO CH3OH
浓度/(mol?L-1) 0.20 0.10 0.40
①该时间段内反应速率υ(H2)=
 
.
②比较此时正、逆反应速率的大小:υ(正)
 
υ(逆)(填“>”、“<”或“=”)
(5)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是
 
.

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