Question

已知25℃时，CaSO₄在水中的沉淀溶解平衡曲线，如图所示，向100mL该条件下的CaSO₄饱和溶液中，加入400mL 0.01mol/L的Na₂SO₄溶液，针对此过程的下列叙述正确的是（　　）

• A．溶液中析出CaSO₄沉淀，最终溶液中c（SO

  2- 4

  ）较原来大
• B．溶液中无沉淀析出，溶液中c（Ca²⁺）、c（SO

  2- 4

  ）都变小
• C．溶液中析出CaSO₄沉淀，溶液中c（Ca²⁺）、c（SO

  2- 4

  ）都变小
• D．溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c（SO

  2- 4

  ）较原来大

Answer 1

分析：通过图象分析得到该温度下硫酸钙饱和溶液中的沉淀溶解平衡为：CaSO₄（s）?Ca²⁺+SO₄^2-；c（Ca²⁺）=c（ SO₄^2-）=3.0×10^-3 mol/L；
溶度积常数K_sp（CaSO₄）=c（Ca²⁺）×c（ SO₄^2-）=9.0×10^-6
通过计算混合溶液中钙离子浓度和硫酸根离子浓度，乘积与Ksp比较来判断沉淀的生成与溶解；

解答：解：由图示可知，在该条件下，CaSO₄饱和溶液中，c（Ca²⁺）=c（ SO₄^2-）=3.0×10^-3 mol/L，K_sp（CaSO₄）=9.0×10^-6．当向100 mL该条件下的CaSO₄饱和溶液中加入400 mL 0.01 mol/L的Na₂SO₄溶液后，混合液中c（Ca²⁺）=

0.1L×3.0×10-3mol/L

0.1L+0.4L

=6.0×10^-4 mol/L，c（SO₄^2-）=

0.1L×3.0×10-3mol/L+0.4L×0.01mol/L

0.1L+0.4L

=8.6×10^-3 mol/L，溶液中c（Ca²⁺）?c（ SO₄^2- ）=5.16×10^-6＜K_sp（CaSO₄）=9.0×10^-6，所以混合液中无沉淀析出，最终溶液中硫酸根离子浓度增大；
故选D．

点评：本题考查了沉淀溶解平衡的应用，图象分析应用，溶度积计算分析，平衡移动方向的判断，关键是计算混合溶液中钙离子浓度和硫酸根离子浓度，题目难度中等．