Question

5．醫(yī)學(xué)上在進行胃腸疾病的檢查時，利用X射線對BaSO₄穿透能力較差的特性，常用BaSO₄做內(nèi)服造影劑，這種檢查手段稱為鋇餐透視．
Ⅰ．請寫出BaSO₄能作為鋇餐透視的另外一個理由：BaSO₄既不溶于水，也不溶于酸，可經(jīng)人體排出體外，不會引起B(yǎng)a²⁺中毒．
Ⅱ．請用文字敘述和離子方程式說明鋇餐透視時為什么不用BaCO₃？BaCO₃遇到胃酸生成Ba²⁺會使人中毒，反應(yīng)離子方程式為：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑．
Ⅲ．某課外活動小組為探究BaSO₄的溶解度，分別將足量BaSO₄放入：
①5mL水
②20mL 0.5mol•L^-1的Na₂SO₄溶液
③40mL 0.2mol•L^-1的Ba（OH）₂溶液
④40mL 0.1mol•L^-1的H₂SO₄溶液中，溶解至飽和．
（1）以上各溶液中，c（Ba²⁺）的大小順序正確的是A，BaSO₄的溶解度的大小順序為C（填序號）．
A．③＞①＞④＞②B．③＞①＞②＞④
C．①＞④＞③＞②D．①＞③＞④＞②
（2）已知25℃時，K_sp（BaSO₄）=1.1×10^-10，上述條件下，溶液③中的c（SO₄^2-）為5.5×10^-10mol/L，溶液②中c（Ba²⁺）為2.2×10^-10mol/L．
（3）某同學(xué)取同樣的溶液③和溶液④直接混合，則混合溶液的pH為13（假設(shè)混合后溶液的體積為混合前兩溶液的體積之和）．

Answer 1

分析 Ⅰ．硫酸鋇不溶于酸和水，鋇離子有毒；
Ⅱ．BaCO₃的溶解平衡：BaCO₃?Ba²⁺+CO₃^2-，H⁺能與CO₃^2-反應(yīng)生成水和二氧化碳，促進溶解平衡正向移動；
Ⅲ．（1）含有相同的離子能抑制硫酸鋇的溶解，難溶物質(zhì)向更難溶物質(zhì)進行轉(zhuǎn)化，硫酸根離子或鋇離子濃度越大，硫酸鋇的溶解度越小；  
（2）根據(jù)硫酸鋇的溶度積常數(shù)計算硫酸根離子和鋇離子濃度；
（3）先計算混合溶液中氫氧根離子濃度，再根據(jù)離子積公式計算氫離子濃度，從而確定溶液的pH值．

解答 解：Ⅰ．BaSO₄既不溶于水，也不溶于酸，可經(jīng)人體排出體外，不會引起B(yǎng)a²⁺中毒，所以常用BaSO₄做內(nèi)服造影劑，故答案為：BaSO₄既不溶于水，也不溶于酸，可經(jīng)人體排出體外，不會引起B(yǎng)a²⁺中毒；
Ⅱ．硫酸鋇不溶于水和酸，但胃酸可與CO₃^2-反應(yīng)生成水和二氧化碳，使CO₃^2-濃度降低，從而使平衡BaCO₃（s）?Ba²⁺（aq）+CO₃^2-（aq） 向溶解方向移動，使Ba²⁺濃度增大，且Ba²⁺有毒，所以不能用碳酸鋇代替硫酸鋇，反應(yīng)離子方程式為：BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+H₂O+CO₂↑，
故答案為：BaCO₃遇到胃酸生成Ba²⁺會使人中毒，反應(yīng)離子方程式為：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑；
Ⅲ．（1）根據(jù)難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)知，溶液中硫酸根離子濃度越大，硫酸鋇的溶解度越小，鋇離子濃度越低，氫氧化鋇能抑制硫酸鋇的電離，但氫氧化鋇溶液中含有鋇離子，所以鋇離子濃度最大；水中的鋇離子濃度次之；硫酸鈉溶液和硫酸溶液中都含有硫酸根離子，抑制硫酸鋇的電離，硫酸鈉中的硫酸根濃度大于硫酸中的濃度，所以硫酸鈉溶液中鋇離子的濃度小于硫酸溶液中鋇離子濃度，所以鋇離子濃度大小順序是：③＞①＞④＞②；硫酸鋇溶液中加入硫酸根離子和鋇離子都會導(dǎo)致硫酸鋇的沉淀溶解平衡逆移，硫酸鋇的溶解度減小，硫酸根離子或鋇離子濃度越大，硫酸鋇的溶解度越小，所以BaSO₄的溶解度的大小順序：①＞④＞③＞②，
故答案為：A；C；
（2）已知25℃時，K_sp（BaSO₄）=1.1×10^-10，上述條件下，溶液③中的c（SO₄^2-）=$\frac{Ksp}{c（B{a}^{2+}）}$=$\frac{1.1×1{0}^{-10}}{0.2}$=5.5×10^-10mol/L，②中c（Ba²⁺）=$\frac{1.1×1{0}^{-10}}{0.5}$=mol/L=2.2×10^-10mol/L，
故答案為：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，則c（H⁺）=10^-13 mol/L，所以pH=13，
故答案為：13．

點評 本題考查難溶電解質(zhì)及酸堿混合，為高頻考點，把握溶解平衡、Ksp計算、酸堿混合時pH計算等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意化學(xué)反應(yīng)原理的應(yīng)用，題目難度不大．