Question

已知25℃時，CaSO₄在水中的沉淀溶解平衡曲線，如圖所示，向100mL該條件下的CaSO₄飽和溶液中，加入400mL 0.01mol/L的Na₂SO₄溶液，針對此過程的下列敘述正確的是（　　）

• A．溶液中析出CaSO₄沉淀，最終溶液中c（SO

  2- 4

  ）較原來大
• B．溶液中無沉淀析出，溶液中c（Ca²⁺）、c（SO

  2- 4

  ）都變小
• C．溶液中析出CaSO₄沉淀，溶液中c（Ca²⁺）、c（SO

  2- 4

  ）都變小
• D．溶液中無沉淀析出，但最終溶液中c（SO

  2- 4

  ）較原來大

Answer 1

分析：通過圖象分析得到該溫度下硫酸鈣飽和溶液中的沉淀溶解平衡為：CaSO₄（s）?Ca²⁺+SO₄^2-；c（Ca²⁺）=c（ SO₄^2-）=3.0×10^-3 mol/L；
溶度積常數(shù)K_sp（CaSO₄）=c（Ca²⁺）×c（ SO₄^2-）=9.0×10^-6
通過計算混合溶液中鈣離子濃度和硫酸根離子濃度，乘積與Ksp比較來判斷沉淀的生成與溶解；

解答：解：由圖示可知，在該條件下，CaSO₄飽和溶液中，c（Ca²⁺）=c（ SO₄^2-）=3.0×10^-3 mol/L，K_sp（CaSO₄）=9.0×10^-6．當(dāng)向100 mL該條件下的CaSO₄飽和溶液中加入400 mL 0.01 mol/L的Na₂SO₄溶液后，混合液中c（Ca²⁺）=

0.1L×3.0×10-3mol/L

0.1L+0.4L

=6.0×10^-4 mol/L，c（SO₄^2-）=

0.1L×3.0×10-3mol/L+0.4L×0.01mol/L

0.1L+0.4L

=8.6×10^-3 mol/L，溶液中c（Ca²⁺）?c（ SO₄^2- ）=5.16×10^-6＜K_sp（CaSO₄）=9.0×10^-6，所以混合液中無沉淀析出，最終溶液中硫酸根離子濃度增大；
故選D．

點評：本題考查了沉淀溶解平衡的應(yīng)用，圖象分析應(yīng)用，溶度積計算分析，平衡移動方向的判斷，關(guān)鍵是計算混合溶液中鈣離子濃度和硫酸根離子濃度，題目難度中等．