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已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度升高而减小.在钨冶炼工艺中,将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中得到钨酸钙,发生反应Ⅰ:WO42-(aq)+Ca(OH)2(s)
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已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度升高而减小.在钨冶炼工艺中,将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中得到钨酸钙,发生反应Ⅰ:WO42-(aq)+Ca(OH)2(s)═CaWO4(s)+2OH-(aq).
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(1)图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线.
①计算T1时KSP(CaWO4)=___.
②T1___ T2(填“>”“=”或“<”).
(2)反应Ⅰ的平衡常数K理论值如表:
①该反应平衡常数K的表达式为___.
②该反应的△H___0(填“>”“=”或“<”).
③由于溶液中离子间的相互作用,实验测得的平衡常数与理论值相距甚远.50℃时,向一定体积的钨酸钠碱性溶液[c(Na2WO4)=c(NaOH)=0.5mol•L-1]中,加入过量Ca(OH)2,反应达到平衡后WO42-的沉淀率为60%,计算实验测得的平衡常数.
(3)制取钨酸钙时,适时向反应混合液中添加适量盐酸,分析其作用:___.
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(1)图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线.
①计算T1时KSP(CaWO4)=___.
②T1___ T2(填“>”“=”或“<”).
(2)反应Ⅰ的平衡常数K理论值如表:
温度/℃ | 25 | 50 | 90 | 100 |
K | 79.96 | 208.06 | 222.88 | 258.05 |
②该反应的△H___0(填“>”“=”或“<”).
③由于溶液中离子间的相互作用,实验测得的平衡常数与理论值相距甚远.50℃时,向一定体积的钨酸钠碱性溶液[c(Na2WO4)=c(NaOH)=0.5mol•L-1]中,加入过量Ca(OH)2,反应达到平衡后WO42-的沉淀率为60%,计算实验测得的平衡常数.
(3)制取钨酸钙时,适时向反应混合液中添加适量盐酸,分析其作用:___.
▼优质解答
答案和解析
(1)①T1时KSP(CaWO4)=c(Ca2+)•c(WO42-)=1×10-5×1×10-5=1×10-10,故答案为:1×10-10;
②沉淀的溶解平衡是吸热的过程,温度高,溶度积常数大,根据表中数据,可以看出下的Ksp较大,所以T12,故答案为:<;
(2)①反应平衡常数K等于生成物平衡浓度系数次方之积和反应物平衡浓度系数次方之积,即K=
,故答案为:
;
②根据表中温度和K之间的关系,可以看出温度高,K越大,所以反应是吸热的,故答案为:>;
③WO42-(aq)+Ca(OH)2(s)═CaWO4(s)+2OH-(aq)
起始/mol•L-1 0.5 0.5
变化/mol•L-1 0.5×60%=0.3 0.6
平衡/mol•L-1 0.2 1.1
K=
=
=6.05(mol•L-1),
答:实验测得的平衡常数为6.05(mol•L-1);
(3)向反应混合液中添加适量盐酸,消耗反应生成的OH-,使溶液中OH-浓度减小,平衡向正反应方向移动,这样可以提高WO42-的沉淀率,
故答案为:加入盐酸,消耗反应生成的OH-,使溶液中OH-浓度减小,平衡向正反应方向移动,提高WO42-的沉淀率.
②沉淀的溶解平衡是吸热的过程,温度高,溶度积常数大,根据表中数据,可以看出下的Ksp较大,所以T1
(2)①反应平衡常数K等于生成物平衡浓度系数次方之积和反应物平衡浓度系数次方之积,即K=
c2(OH-) |
c(WO42-) |
c2(OH-) |
c(WO42-) |
②根据表中温度和K之间的关系,可以看出温度高,K越大,所以反应是吸热的,故答案为:>;
③WO42-(aq)+Ca(OH)2(s)═CaWO4(s)+2OH-(aq)
起始/mol•L-1 0.5 0.5
变化/mol•L-1 0.5×60%=0.3 0.6
平衡/mol•L-1 0.2 1.1
K=
c2(OH-) |
c(WO42-) |
1.12 |
0.2 |
答:实验测得的平衡常数为6.05(mol•L-1);
(3)向反应混合液中添加适量盐酸,消耗反应生成的OH-,使溶液中OH-浓度减小,平衡向正反应方向移动,这样可以提高WO42-的沉淀率,
故答案为:加入盐酸,消耗反应生成的OH-,使溶液中OH-浓度减小,平衡向正反应方向移动,提高WO42-的沉淀率.
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