Question

15．已知：常温下，K_sp（BaCO₃）=2.5×10^-9； K_sp（BaSO₄）=1×10^-10．现将0.5mol BaSO₄放入1L 1.0mol•L^-1 Na₂CO₃溶液中，反应一段时间达到平衡（不考虑溶液体积变化），下列说法不正确的是（　　）

• A． Na₂CO₃溶液中：2c（H₂CO₃）+c（HCO₃^-）+c（H⁺）=c（OH^-）
• B． 该沉淀转化反应的平衡常数约为25
• C． 约有0.04 mol BaSO₄溶解
• D． 反应后溶液中：c（Na⁺）＞c （CO₃^2-）＞c（SO₄^2-）＞c（Ba²⁺）

Answer 1

分析 A．根据碳酸钠溶液中的质子守恒判断；
B．根据K=$\frac{{K}_{sp}（BaS{O}_{4}）}{{K}_{sp}（BaC{O}_{3}）}$及碳酸钡、硫酸钡的溶度积计算该沉淀转化反应的平衡常数；
C．设出溶解的硫酸钡的物质的量，根据沉淀转化平衡常数列式计算；
D．根据溶解的硫酸钡的物质的量计算出溶液中各离子的浓度，然后判断各离子浓度大小．

解答 解：A．根据碳酸钠溶液中的质子守恒可知：2c（H₂CO₃）+c（HCO₃^-）+c（H⁺）=c（OH^-），故A正确；
B．BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）的转化反应的平衡常数为：K=$\frac{{K}_{sp}（BaS{O}_{4}）}{{K}_{sp}（BaC{O}_{3}）}$=$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$=$\frac{1×1{0}^{-10}}{2.5×1{0}^{-9}}$=0.04，故B错误；
C．设溶解的硫酸钡的物质的量为x，则消耗的碳酸根离子的浓度为xmol/L，达到平衡时溶液中碳酸根离子的物质的量浓度为1-x，
则：BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）
始态/mol•L^-1　　　　　　　　　　 1                      0
沉淀溶解平衡时/mol•L^-1　　  　 1-x　　　　       　　　　　x
则：$\frac{x}{1-x}$=0.04，解得：x≈0.04，即约有0.04 mol BaSO₄溶解，故C正确；
D．反应后的溶液中有：c（Na⁺）=2.0 mol•L^-1，c（CO₃^2-）≈1.0 mol•L^-1-4×10^-2 mol•L^-1，c（SO₄^2-）≈4×10^-2 mol•L^-1，c（Ba²⁺）≈2.5×10^-9，故c（Na⁺）＞c （CO₃^2-）＞c（SO₄^2-）＞c（Ba²⁺），故D正确；
故选B．

点评 本题考查了难溶物溶解平衡及其计算，题目难度中等，明确难溶物溶度积的含义为解答关键，注意掌握关键溶度积进行计算的方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．