Question

8．某学习小组欲探究CaSO₄沉淀转化为CaCO₃沉淀的可能性，查得如下资料：（以下数据和实验均指在25℃下测定）实验步骤如下：

难溶电解质	CaCO3	CaSO4
Ksp	2.8×10-9	9×10-6

①往100mL 0.1mol•L^-1的CaCl₂溶液中加入100mL 0.1mol•L^-1的Na₂SO₄溶液，立即有白色沉淀生成．
②向上述悬浊液中加入足量Na₂CO₃固体，搅拌，静置，沉淀后弃去上层清液．
③再加入蒸馏水搅拌，静置，沉淀后再弃去上层清液．
④_______．
（1）步骤①所得悬浊液中c（Ca²⁺）=0.003 mol•L^-1
（2）写出第②步发生反应的离子方程式：CO₃^2-（aq）+CaSO₄（s）=SO₄^2-（aq）+CaCO₃（s）．
（3）请补充第④步操作及发生的现象加入盐酸，沉淀完全溶解，有气泡冒出．
（4）请写出该原理在实际生产生活中的一个应用用于除去锅垢：

Answer 1

分析 （1）步骤①所得悬浊液为硫酸钙饱和溶液，根据硫酸根的溶度积计算出钙离子浓度；
（2）碳酸钙与硫酸钙为同种类型的难溶物，溶度积越小越难溶，碳酸钙比硫酸钙更难溶；
（3）碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳气体，据此进行解答反应现象；
（4）可用于除去锅炉内壁的硫酸钙．

解答 解：（1）步骤①所得悬浊液为硫酸钙饱和溶液，钙离子与硫酸根离子浓度相等，则溶液中[Ca²⁺]=$\sqrt{Ksp（CaS{O}_{4}）}$=$\sqrt{9×1{0}^{-6}}$mol/L=0.003mol/L，
故答案为：0.003；
（2）根据表中数据可知，碳酸钙溶度积更小，所以碳酸钙比硫酸钙更难溶，第②步加入碳酸钠固体后，发生了难溶物的转化，
反应的离子方程式为：CO₃^2-（aq）+CaSO₄（s）=SO₄^2-（aq）+CaCO₃（s），
故答案为：CO₃^2-（aq）+CaSO₄（s）=SO₄^2-（aq）+CaCO₃（s）；
（3）碳酸钙能够溶液盐酸，向碳酸钙沉淀中加入足量的盐酸后，碳酸钙沉淀完全溶解，同时生成了二氧化碳气体，会有气泡生成，
故答案为：加入盐酸，沉淀完全溶解，有气泡冒出；
（4）因硫酸钙难以除去，可将硫酸钙转化为碳酸钙而除去，故答案为：用于除去锅垢．

点评 本题考查了难溶物的溶解平衡及沉淀转化，为高频考点，侧重于化学与生后、生产的考查，题目难度中等，注意掌握难溶物的沉淀转化的本质，明确溶度积常数的概念及利用难溶物溶度积计算溶液中离子浓度的方法．