Question

1．（1）石灰工業(yè)對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意義重大，在制石灰的重要工業(yè)反應(yīng)中包含著下列化學(xué)平衡：CaCO₃（s）?CaO（s）+CO₂（g）△H=+178.32kJ/mol現(xiàn)在800℃時(shí)，將CO₂（g）、CaCO₃（s）和CaO（s）按下列A～E不同的投料方式，放入一個(gè)10L的密閉容器中，經(jīng)過足夠長時(shí)間且維持溫度不變，容器中CaCO₃（s）的質(zhì)量增加的有
A、減少的有C、D、E；體系處于化學(xué)平衡狀態(tài)的有B（均填序號(hào)）．（已知800℃時(shí)，該反應(yīng)平衡常數(shù)K=0.003．）

序號(hào)	CaCO3/mol	CaO/mol	CO2/mol
A	0.02	0.02	0.05
B	0.02	0.02	0.03
C	0.02	0.02	0.01
D	0.02	0	0.05
E	0.02	0.02	0

（2）在巖洞、鐘乳石的形成過程中包含下列反應(yīng)：
CaCO₃（s）+H₂O（l）+CO₂（g）?Ca²⁺（aq）+2HCO₃^-（aq）△H=-321.7kJ/mol
用一個(gè)不含c （Ca²⁺）、c （HCO₃^-）的表達(dá)式表示Ca （HCO₃）₂ 溶液中的c （OH^-）與其它粒子濃度間的關(guān)系：c （OH^-）=c（H⁺）+c（H₂CO₃）-c（CO₃^2-）．
（3）為除去鍋爐水垢中含有的CaSO₄，可先用某溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的物質(zhì)，該轉(zhuǎn)化的離子方程式是CaSO₄（s）+CO₃^2- （aq）?CaCO₃（s ）+SO₄^2- （aq）．

Answer 1

分析 （1）已知800℃時(shí)，該反應(yīng)平衡常數(shù)K=0.003．根據(jù)$\frac{C（CaO）×C（C{O}_{2}）}{C（CaC{O}_{3}）}$＞K，平衡逆向移動(dòng)，CaCO₃（s）的質(zhì)量增加，$\frac{C（CaO）×C（C{O}_{2}）}{C（CaC{O}_{3}）}$=K，體系處于化學(xué)平衡狀態(tài)，$\frac{C（CaO）×C（C{O}_{2}）}{C（CaC{O}_{3}）}$＜K，平衡正向移動(dòng)，CaCO₃（s）的質(zhì)量減小；
（2）溶液中存在H₂O?H⁺+OH^-，HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，HCO₃^-+H₂O?OH^-+HCO₃^-，溶液氫氧根來源于水的電離，與碳酸氫根的水解，水電離的氫氧根濃度為c（H⁺）-c（CO₃^2-），碳酸氫根水解得到氫氧根濃度等于碳酸的濃度，據(jù)此進(jìn)行解答；
（3）水垢中含有的CaSO₄，可先用碳酸鈉溶液處理，轉(zhuǎn)化為 CaCO₃．

解答 解：（1）已知800℃時(shí)，該反應(yīng)平衡常數(shù)K=0.003．A～E不同的投料方式，放入一個(gè)10L的密閉容器中，
A．$\frac{C（CaO）×C（C{O}_{2}）}{C（CaC{O}_{3}）}$=$\frac{0.005×0.002}{0.002}$=0.005＞0.003，平衡逆向移動(dòng)，CaCO₃（s）的質(zhì)量增加，
B．$\frac{C（CaO）×C（C{O}_{2}）}{C（CaC{O}_{3}）}$=$\frac{0.003×0.002}{0.002}$=0.003=K，體系處于化學(xué)平衡狀態(tài)，
C．$\frac{C（CaO）×C（C{O}_{2}）}{C（CaC{O}_{3}）}$=$\frac{0.001×0.002}{0.002}$=0.001＜0.003，平衡正向移動(dòng)，CaCO₃（s）的質(zhì)量減小，
D．$\frac{C（CaO）×C（C{O}_{2}）}{C（CaC{O}_{3}）}$=$\frac{0.005×0}{0.002}$=0＜0.003，平衡正向移動(dòng)，CaCO₃（s）的質(zhì)量減小，
E．$\frac{C（CaO）×C（C{O}_{2}）}{C（CaC{O}_{3}）}$=$\frac{0×0.002}{0.002}$=0＜0.003，平衡正向移動(dòng)，CaCO₃（s）的質(zhì)量減小，
故答案為：A；C、D、E；B；
（2）溶液中存在H₂O?H⁺+OH^-，HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，HCO₃^-+H₂O?OH^-+HCO₃^-，溶液氫氧根來源于水的電離與碳酸氫根的水解，水電離的氫氧根濃度為c（H⁺）-c（CO₃^2-），碳酸氫根水解得到氫氧根濃度等于碳酸的濃度，故溶液中c（OH^-）=c（H⁺）+c（H₂CO₃）-c（CO₃^2-），
故答案為：c（H⁺）+c（H₂CO₃）-c（CO₃^2-）；
（3）水垢中含有的CaSO₄，可先用碳酸鈉溶液處理，轉(zhuǎn)化為 CaCO₃，轉(zhuǎn)化的離子方程式是CaSO₄（s）+CO₃^2- （aq）?CaCO₃（s ）+SO₄^2- （aq），
故答案為：CaSO₄（s）+CO₃^2- （aq）?CaCO₃（s ）+SO₄^2- （aq）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的影響因素、離子濃度的比較、沉淀轉(zhuǎn)化等，（2）為易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)，學(xué)生容易忽略水，題目難度中等．