Question

18．利用X射线对BaSO₄穿透能力较差的特性，医学上在进行消化系统的X射线透视时，常用BaSO₄作内服造影剂，这种检查手段称为钡餐透视．
（1）医学上进行钡餐透视时不用BaCO₃的理由是BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+H₂O+CO₂↑（用离子方程式表示）．
（2）某课外活动小组为了探究BaSO₄的溶解度，分别将足量BaSO₄加入下列物质中：
a．5 mL水
b．40mL 0.2mol•L^-1的Ba（OH）₂溶液
c．20mL 0.5mol•L^-1的Na₂SO₄溶液
d．40mL 0.1mol•L^-1的H₂SO₄溶液中
溶解BaSO₄后形成的溶液中，Ba²⁺的浓度由大到小的顺序为B（填字母）．
A．b＞a＞c＞d           B．b＞a＞d＞c          C．a＞d＞c＞b          D．a＞b＞d＞c
①已知298K时，K_sp（BaSO₄）=1.1×10^-10，此时，溶液b中加入BaSO₄后，c（SO₄^2-）为5.5×10^-10mol/Lmol•L^-1，溶液c中加入BaSO₄后，c（Ba²⁺）为2.2×10^-10mol/Lmol•L^-1．
②常温下，若将溶液b和溶液d直接混合，则混合液的pH为13 （设混合溶液的体积为混合前两溶液的体积之和）．

Answer 1

分析 根据BaCO₃的溶解平衡：BaCO₃?Ba²⁺+CO₃^2-，H⁺能与CO₃^2-反应生成水和二氧化碳，促进溶解平衡正向移动；
II．（1）含有相同的离子能抑制硫酸钡的溶解，难溶物质向更难溶物质进行转化；  
（2）根据硫酸钡的溶度积常数计算硫酸根离子和钡离子浓度；
（3）先计算混合溶液中氢氧根离子浓度，再根据离子积公式计算氢离子浓度，从而确定溶液的pH值．

解答 解：硫酸钡不溶于水和酸，但胃酸可与CO₃^2-反应生成水和二氧化碳，使CO₃^2-浓度降低，从而使平衡BaCO₃（s）?Ba²⁺（aq）+CO₃^2-（aq） 向溶解方向移动，使Ba²⁺浓度增大，且Ba²⁺有毒，所以不能用碳酸钡代替硫酸钡，反应离子方程式为：
BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+H₂O+CO₂↑，
故答案为：BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+H₂O+CO₂↑；
Ⅱ（1）根据难溶电解质的溶度积常数知，溶液中硫酸根离子浓度越大，硫酸钡的溶解度越小，钡离子浓度越低，氢氧化钡能抑制硫酸钡的电离，但氢氧化钡溶液中含有钡离子，所以钡离子浓度最大；水中的钡离子浓度次之；硫酸钠溶液和硫酸溶液中都含有硫酸根离子，抑制硫酸钡的电离，硫酸钠中的硫酸根浓度大于硫酸中的浓度，所以硫酸钠溶液中钡离子的浓度小于硫酸溶液中钡离子浓度，所以钡离子浓度大小顺序是：b＞a＞d＞c，故选B；
（2）b中C（SO₄ ^2-）=$\frac{1.1×1{0}^{-10}}{0.2}$=5.5×10^-10mol/L，c中C（Ba²⁺）=$\frac{1.1×1{0}^{-10}}{0.5mol/L}$mol/L=2.2×10^-10mol/L，
故答案为：5.5×10^-10mol/L，2.2×10^-10mol/L；
（3）40ml 0.2mol•L^-1的Ba（OH）₂溶液和40ml 0.1mol•L^-1的H₂SO₄溶液中混合后溶液中C（OH^-）=$\frac{（0.2-0.1）mol/L×2×0.04L}{0.04L×2}$=0.1mol/L，则C（H⁺）=10^-13 mol/L，所以pH=13，故答案为：13．

点评 本题考查了溶液中各种离子浓度大小的比较、混合溶液pH值的计算、平衡常数的计算等知识点，难度较大，注意酸碱混合溶液中pH值的计算时溶液的体积为混合体积，否则会导致错误．