题目内容

【题目】(实验班)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)+SO(aq)  Ksp=2.5×10-7

SrCO3(s)Sr2+(aq)+CO(aq)  Ksp=2.5×10-9

(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为________________________________,该反应的平衡常数为__________________(填具体数字);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CO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CO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_________________________________________________________。

【答案】SrSO4(s)+CO32-(aq)SrCO3(s)+SO42- (aq) 1×10-2 Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4),加入CO32-后,平衡SrSO4(s)Sr2+(aq)+SO42- (aq)正向移动,生成SrCO3 减小 不变 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

(1)K==, 2)

【解析】

(1)依据物质Ksp大小可知,SrSO4转化成SrCO3的溶解性不同,反应向更难溶的方向进行,依据沉淀转化可写出离子方程式为:SrSO4(s)+CO32-(aq)SrCO3(s)+SO42-(aq),该反应的平衡常数为K====1×10-2。该反应能发生的原因是Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4),加入CO32-后,平衡SrSO4(s)Sr2+(aq)+SO(aq)正向移动,生成SrCO3。故答案为:SrSO4(s)+CO32-(aq)SrCO3(s)+SO(aq),1×10-2,Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4),加入CO32-后,平衡SrSO4(s)Sr2+(aq)+SO(aq)正向移动,生成SrCO3;

(2)①实验证明降低温度有利于提高SrSO4的转化率,说明降温平衡正向进行,正反应为放热反应,所以升高温度平衡逆向进行,平衡常数K减小;故答案为:减小;

增大CO32-的浓度平衡正向进行,平衡常数随温度变化,不随浓度改变,所以平衡常数不变;故答案为:不变;

(3)SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似,说明SrCO3溶于酸,SrSO4不溶于酸,证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3,可以选用盐酸,若沉淀完全溶解,则证明SrSO4完全转化成SrCO3,否则为未完全转化。

(1)(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。

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