Question

1．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）+SO₄^2-（aq）　    K_sp=2.5×10^-7
SrCO₃（s）?Sr²⁺（aq）+CO₃^2-（aq）　   K_sp=2.5×10^-9
（1）将SrSO₄转化成SrCO₃该反应的平衡常数表达式为$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$；该反应能发生的原因是Ksp（SrCO₃）＜Ksp（SrSO₄），反应向更难溶的方向进行．（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CO₃^2-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减小；
②增大CO₃^2-的浓度，平衡常数K不变．
（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．实验所用的试剂为盐酸；实验现象及其相应结论为若沉淀完全溶解，则证明SrSO₄完全转化成SrCO₃，否则为完全转化．

Answer 1

分析 （1）SrSO₄转化成SrCO₃的原因是依据物质溶解度的不同实现，反应向更难溶的方向进行；依据沉淀转化的反应方程式结合平衡常数概念写出表达式；
（2）①平衡常数随温度变化，反应是放热反应，升温平衡逆向进行；
②平衡常数不随浓度变化；
（3）依据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，据此设计实验验证物质成分．

解答 解：（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，依据沉淀转化写出离子方程式为：SrSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?SrCO₃（s）+SO₄^2-（aq）；平衡常数表达式K=$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$；该反应能发生的原因是因为Ksp（SrCO₃）＜Ksp（SrSO₄），反应向更难溶的方向进行；
故答案为：$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$，Ksp（SrCO₃）＜Ksp（SrSO₄），反应向更难溶的方向进行；
（2）①实验证明降低温度都有利于提高SrSO₄的转化率．说明平衡正向进行，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；
②增大CO^2-₃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．实验所用试剂为盐酸，若沉淀完全溶解，则证明SrSO₄完全转化成SrCO3，否则未完全转化；
故凳矮矮为：盐酸，若沉淀完全溶解，则证明SrSO₄完全转化成SrCO₃，否则为完全转化．

点评 本题考查了沉淀转化的分析判断，平衡移动原理的应用和方向判断，平衡常数随温度变化是注意问题，题目难度中等．