Question

某温度时，BaSO₄在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。请回答下列问题：

(1)下列说法正确的是__________。

A．加入Na₂SO₄可以使溶液由a点变到b点

B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点

C．d点无BaSO₄沉淀生成

D．a点对应的K_sp大于c点对应的K_sp

(2)将100 mL 1 mol·L^－1 H₂SO₄加入100 mL含Ba^2＋ 0.137 g 的溶液中充分反应后，过滤出沉淀，滤液中残留的Ba^2＋的物质的量浓度为____________。

(3)将沉淀用100 mL纯水和100 mL 0.01 mol·L^－1的H₂SO₄分别洗涤，两种情况下损失的BaSO₄的质量之比为________。

Answer

C 2.02×10－10 mol·L－1 103∶1

【解析】

（1）该图中的是平衡曲线，线上的任意点都是平衡状态，b和d不是平衡状态，结合选项分析判断；

（2）根据硫酸根离子与钡离子的反应，求出剩余的硫酸根离子浓度，再根据Ksp计算；

（3）利用离子对溶解平衡的影响及Ksp（BaSO4）来计算溶解的硫酸钡的质量，然后确定两种洗涤方法中BaSO4沉淀的损耗量之比。

（1）A．硫酸钡溶液中存在着溶解平衡，a点在平衡曲线上，加入Na2SO4，会增大c(SO42-)，平衡左移，c(Ba2+)应降低，即加入Na2SO4不能使溶液由a点变到b点，故A错误；

B．d点时溶液不饱和，蒸发溶剂水，c(SO42-)、c(Ba2+)均增大，通过蒸发不能使溶液由d点变到c点，故B错误；

C．d点表示Qc＜Ksp，溶液不饱和，不会有沉淀析出，故C正确；

D．Ksp是一常数，温度不变Ksp不变，在曲线上的任意一点Ksp都相等，故D错误；

故答案为C；

（2）由图象可知Ksp(BaSO4)=10-5×10-5=10-10，将100mL1mol•L-1H2SO4溶液加入100mL含Ba2+0.137g的溶液中充分反应后，反应生成BaSO4，硫酸根离子过量，加入n(Ba2+)=0.137g÷137g/mol=0.001mol，剩余的硫酸根离子的浓度为：c(SO42-)=（0.1mol－0.001mol）÷0.2L=0.495mol/L，所以剩余的钡离子为：c(Ba2+)=≈2.02×10-10mol/L；

（3）用100mL蒸馏水洗涤沉淀时，溶解的BaSO4的物质的量为0.1L×c(Ba2+)=0.1L×mol/L=10-6mol，用100mL 0.01mol•L-1H2SO4溶液洗涤时，硫酸根离子抑制了沉淀的溶解，则溶解的BaSO4的物质的量为0.1L×c(Ba2+)=0.1L×=10-9mol，由同种物质的质量之比等于物质的质量之比可知两种情况下损失的BaSO4的质量之比为10-6mol：10-9mol=1000：1。