沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用。难溶物在水中溶解达到饱和时,即建立沉淀溶解平衡,平衡常数称为溶度积(Ksp)。已知25℃时,Ksp(BaSO4)=1×10-10,
Ksp(BaCO3)=2.5×10-9,Ksp(CaSO4)=9.1×10-6,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9。
(1)将浓度均为0.1 mol·L-1的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合,充分搅拌后过滤,滤液中c(Ba2+) =__________ mol·L-1。
(2)医学上进行消化系统的X射线透视时,常使用BaSO4作内服造影剂。胃酸很强(pH约为1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于酸的原因是(用沉淀溶解平衡原理解释)__________________。万一误服了少量BaCO3,应尽快用大量0.5 mol·L-1Na2SO4溶液给患者洗胃,如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化,残留在胃液中的Ba2+浓度仅为_______ mol·L-1。
(3)长期使用的锅炉需要定期除水垢,否则会降低燃料的利用率。水垢中含有的CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去。
① CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为___________________________。
② 请分析CaSO4转化为CaCO3的原理:___________________________。
(1)1×10-5
(2)对于平衡BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq),H+不能减小Ba2+或SO42-的浓度,故平衡不能向溶解方向移动;2×10-10
(3)①CaSO4(s)+CO32-(aq)=CaCO3(s)+SO42-(aq)
②CaSO4存在平衡:CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO42-(aq),加入Na2CO3溶液后,CO32-与Ca2+生成更难溶
CaCO3沉淀,Ca2+浓度减少,使CaSO4的沉淀溶解平衡右移