题目内容
钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用,它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在,BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。
已知:SrSO4(s)
Sr2+(aq)+S(aq) Ksp=2.5×10-7
SrCO3(s)Sr2+(aq)+C
(aq) Ksp=2.5×10-9
(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为 ,该反应的平衡常数表达式为 ;该反应能发生的原因是 。
(用沉淀溶解平衡的有关理论解释)
(2)对于上述反应,实验证明增大C的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。判断在下列两种情况下,平衡常数K的变化情况(填“增大”“减小”或“不变”):
①升高温度,平衡常数K将 ;
②增大C的浓度,平衡常数K将 。
(3)已知,SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似,设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。实验所用的试剂为 ;实验现象及其相应结论为 。
(1)SrSO4转化成SrCO3的离子反应为
SrSO4(s)+C(aq)SrCO3(s)+S
(aq),平衡常数表达式为K=
,根据沉淀转化的原理,该反应能够发生,是因为Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4)。
(2)①降低温度有利于提高SrSO4的转化率,说明降温平衡向正反应方向移动,因此升高温度,平衡向逆反应方向移动,故平衡常数K减小。②平衡常数只与温度有关,增大C的浓度,平衡常数不变。(3)根据提供的信息,可以推断SrSO4难溶于盐酸,而SrCO3可溶于盐酸,因此向溶液中加入盐酸,若沉淀全部溶解,则SrSO4完全转化成SrCO3,若沉淀没有全部溶解,则SrSO4没有完全转化成SrCO3,需要注意的是,不能选择稀硫酸,因为SrCO3与稀硫酸反应生成SrSO4。
答案:(1)SrSO4(s)+C(aq)SrCO3(s)+S(aq)
K= Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4),加入C后,平衡SrSO4(s)Sr2+(aq)+S(aq)正向移动,生成SrCO3
(2)①减小 ②不变
(3)盐酸 若沉淀完全溶解,则证明SrSO4完全转化成SrCO3,否则,未完全转化
学家们预言，未来最理想的燃料是绿色植物，即将植物的秸秆（主要成分是纤维素）用适当的催化剂作用水解成葡萄糖，再将葡萄糖转化成乙醇，用作燃料。一定温度下的难溶电解质AmBn在水溶液中达到溶解平衡时。已知下表数据:
| 物质 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Fe(OH)3 |
| Ksp/25℃ | 8.0×10-16 | 2.2×10-20 | 4.0×10-38 |
| 完全沉淀时的pH | ≥9.6 | ≥6.4 | 3～4 |
对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法中错误的是( )
A.向该溶液中加入少量铁粉不能观察到红色固体析出
B.该溶液中c(S)∶[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]>5∶4
C.向该溶液中加入适量氯水,并调节pH到3～4后过滤,得到纯净的CuSO4溶液
D.向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到红褐色沉淀
硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、A12O3、CaO、MgO等杂质）。用该烧渣制取药用辅料——红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有 。
（2）“酸浸”时间一般不超过20 min，若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是 （用离子方程式表示）。
（3）根据下表数据：
| 氢氧化物 | Al（OH）3 | Mg（OH）2 | Fe（OH）3 | Fe（OH）2 |
| 开始沉淀的pH | 3.10 | 8.54 | 2.01 | 7.11 |
| 完全沉淀的pH | 4.77 | 11.04 | 3.68 | 9.61 |
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于 ，检验Fe3+已经除尽的试剂是 ；当pH = 5时，溶液中c（Al3+）= mol·L– 1（已知常温下Ksp[Al（OH）3] = 2.0×10– 33）。
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是 。
（5）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g。
药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0％，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于 （用含a、b的表达式表示）。
3C。如果在反应中用v(A)、v(B)、v(C)表示正反应速率，用v′(A)，v′(B)、v′(C)表示逆反应速率，下列描述中正确的是( )
v′(B)时，表示反应已达平衡