Question

鋇(Ba)和鍶(Sr)及其化合物在工業(yè)上有著廣泛的應用,它們在地殼中常以硫酸鹽的形式存在,BaSO₄和SrSO₄都是難溶性鹽。工業(yè)上提取鋇和鍶時首先將BaSO₄和SrSO₄轉(zhuǎn)化成難溶弱酸鹽。

已知:SrSO₄(s)Sr²⁺(aq)+S(aq)　　　K_sp=2.5×10^-7

SrCO₃(s)Sr²⁺(aq)+C(aq)  　  K_sp=2.5×10^-9

(1)將SrSO₄轉(zhuǎn)化成SrCO₃的離子方程式為　　　　　　　　　　　,該反應的平衡常數(shù)表達式為　　　　　　　;該反應能發(fā)生的原因是　               。

(用沉淀溶解平衡的有關理論解釋)

(2)對于上述反應,實驗證明增大C的濃度或降低溫度都有利于提高SrSO₄的轉(zhuǎn)化率。判斷在下列兩種情況下,平衡常數(shù)K的變化情況(填“增大”“減小”或“不變”):

①升高溫度,平衡常數(shù)K將　　　　;

②增大C的濃度,平衡常數(shù)K將　　　　              。

(3)已知,SrSO₄和SrCO₃在酸中的溶解性與BaSO₄和BaCO₃類似,設計實驗證明上述過程中SrSO₄是否完全轉(zhuǎn)化成SrCO₃。實驗所用的試劑為　　　　;實驗現(xiàn)象及其相應結(jié)論為　                      。

Answer 1

(1)SrSO₄轉(zhuǎn)化成SrCO₃的離子反應為

SrSO₄(s)+C(aq)SrCO₃(s)+S(aq),平衡常數(shù)表達式為K=,根據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化的原理,該反應能夠發(fā)生,是因為K_sp(SrCO₃)<K_sp(SrSO₄)。

(2)①降低溫度有利于提高SrSO₄的轉(zhuǎn)化率,說明降溫平衡向正反應方向移動,因此升高溫度,平衡向逆反應方向移動,故平衡常數(shù)K減小。②平衡常數(shù)只與溫度有關,增大C的濃度,平衡常數(shù)不變。(3)根據(jù)提供的信息,可以推斷SrSO₄難溶于鹽酸,而SrCO₃可溶于鹽酸,因此向溶液中加入鹽酸,若沉淀全部溶解,則SrSO₄完全轉(zhuǎn)化成SrCO₃,若沉淀沒有全部溶解,則SrSO₄沒有完全轉(zhuǎn)化成SrCO₃,需要注意的是,不能選擇稀硫酸,因為SrCO₃與稀硫酸反應生成SrSO₄。

答案:(1)SrSO₄(s)+C(aq)SrCO₃(s)+S(aq)

K=　K_sp(SrCO₃)<K_sp(SrSO₄),加入C后,平衡SrSO₄(s)Sr²⁺(aq)+S(aq)正向移動,生成SrCO₃

(2)①減小�、诓蛔�

(3)鹽酸　若沉淀完全溶解,則證明SrSO₄完全轉(zhuǎn)化成SrCO₃,否則,未完全轉(zhuǎn)化