Question

某興趣小組探究以芒硝Na₂SO₄·10H₂O和CaO為原料制備Na₂CO₃。

（1）將CaO水化后，與芒硝形成Na₂SO₄－Ca(OH)₂－H₂O三元體系，反應后過濾，向濾液中通入CO₂，期望得到Na₂CO₃。三元體系中反應的離子方程式為： SO₄^2－+ Ca(OH)₂(s)+2H₂OCaSO₄·2H₂O(s)+2 OH^－

該反應的平衡常數表達式K=_________________________。

往Na₂SO₄－Ca(OH)₂－H₂O三元體系中添加適量的某種酸性物質，控制pH=12.3 [即c(OH^－)=0.02mol/L]，可使反應在常溫下容易進行。反應后過濾，再向濾液中通入CO₂，進一步處理得到Na₂CO₃。

（2）在Na₂SO₄－Ca(OH)₂－H₂O三元體系中不直接通入CO₂，其理由是_______________________________________________________________。

（3）添加的酸性物質須滿足的條件（寫出兩點）是_____________、______________。

（4）用平衡移動原理解釋添加酸性物質的理由：____________________________________；以HA表示所添加的物質，則總反應的離子方程式可寫為_______________________。

（5）Na₂CO₃溶液中存在水解平衡：CO₃^2－＋H₂OHCO₃^－＋OH^－。下列說法錯誤的是_________。

a．加水稀釋，溶液中所有離子的濃度都減小

b．通入CO₂，溶液pH減小

c．加入NaOH固體，減小

d．稀釋溶液，平衡常數增大

 

Answer 1

【答案】

（1）

（2）堿性條件下CO₂與Ca²⁺生成難溶物CaCO₃

（3）不與Ca²⁺生成難溶物   酸性比碳酸弱

（4）酸性物質與OH^－反應，使平衡向生成CaSO₄·2H₂O的方向進行     SO₄^2－+ Ca(OH)₂+2HACaSO₄·2H₂O↓+2A^－ （每空2分）

（5）（2分）a d

【解析】

試題分析：（1）根據平衡常數表達式，該反應的平衡常數表達式K=；

（2）①在堿性條件下CO₂與Ca²⁺生成難溶物CaCO₃，所以不直接通入CO₂；

（3）加入酸性物質，氫離子可以中和氫氧根離子，使平衡向著生成CaSO₄•2H₂O的方向進行；以HA表示所添加的酸性物質，由于HA酸性要小于碳酸酸性，反正方程式中應該寫成分子式，所以總反應的離子方程式為SO₄^2﹣+Ca（OH）₂+2HA⇌CaSO₄•2H₂O↓+2A^﹣；

（5）a．加水稀釋，平衡右移溶液中CO₃^2－，HCO₃^－，OH^－離子的濃度都減小，但氫離子濃度增大，錯誤；b．通入CO₂，溶液酸性增加，pH減小，正確；c．加入NaOH固體，平衡左移，減小，正確；d．稀釋溶液，平衡常數不變，錯誤；

考點：本題主要考查硫酸鈣晶體的制取，涉及了化學平衡常數表達式書寫、試劑選擇、轉化率計算等知識，是一道比較綜合的練習，本題難度中等。