Question

某學(xué)習(xí)小組欲探究CaSO₄沉淀轉(zhuǎn)化為CaCO₃沉淀，從而將其除去的可能性，查得如下資料：（以下數(shù)據(jù)和實驗均指在25℃下測定）

難溶電解質(zhì)	CaCO3	CaSO4
Ksp（mol2?L-2）	3×10-9	9×10-6

實驗步驟如下：
①往100mL 0.1mol?L^-1的CaCl₂溶液中加入100mL 0.1mol?L^-1的Na₂SO₄溶液，立即有白色沉淀生成．
②向上述懸濁液中加入固體Na₂CO₃ 3g，攪拌，靜置，沉淀后棄去上層清液．
③再加入蒸餾水?dāng)嚢�，靜置，沉淀后再棄去上層清液．
④向沉淀中加入足量的鹽酸．
（1）步驟①所得懸濁液中[Ca²⁺]=

 

mol?L^-1
（2）寫出第②步發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：

 

．
（3）設(shè)計第③步的目的是

 

．
（4）第④步操作發(fā)生的現(xiàn)象為：

 

．

Answer 1

考點：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）步驟①所得懸濁液為硫酸鈣飽和溶液，根據(jù)硫酸根的溶度積計算出鈣離子濃度；
（2）碳酸鈣與硫酸鈣為同種類型的難溶物，溶度積越小越難溶，碳酸鈣比硫酸鈣更難溶；
（3）硫酸鈣沉淀轉(zhuǎn)化成了更難溶的碳酸鈣，通過洗滌將硫酸根離子洗掉；
（4）碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，據(jù)此進(jìn)行解答反應(yīng)現(xiàn)象．

解答： 解：（1）步驟①所得懸濁液為硫酸鈣飽和溶液，鈣離子與硫酸根離子濃度相等，則溶液中[Ca²⁺]=

Ksp(CaSO4)

=

9×10-6

mol/L=0.003mol/L，
故答案為：0.003；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，碳酸鈣溶度積更小，所以碳酸鈣比硫酸鈣更難溶，第②步加入碳酸鈉固體后，發(fā)生了難溶物的轉(zhuǎn)化，
反應(yīng)的離子方程式為：CO₃^2-（aq）+CaSO₄（s）=SO₄^2-（aq）+CaCO₃（s），
故答案為：
（3）生成的碳酸鈣沉淀表面有附著的硫酸根離子雜質(zhì)，所以洗滌的目的是洗去沉淀中附著的SO₄^2-，
故答案為：洗去沉淀中附著的SO₄^2-；
（4）碳酸鈣能夠溶液鹽酸，向碳酸鈣沉淀中加入足量的鹽酸后，碳酸鈣沉淀完全溶解，同時生成了二氧化碳?xì)怏w，會有氣泡生成，
故答案為：沉淀完全溶解，有氣泡冒出．

點評：本題考查了難溶物的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化，題目難度中等，注意掌握難溶物的沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)，明確溶度積常數(shù)的概念及利用難溶物溶度積計算溶液中離子濃度的方法．