Question

（16分）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：WO₄^2－(aq) + Ca(OH)₂(s) CaWO₄(s) + 2OH^－(aq)。

（1）下图为不同温度下Ca(OH)₂、CaWO₄的沉淀溶解平衡曲线。

①计算T₁时K_SP(CaWO₄)＝ ________。

②T₁________ T₂（填“>”“=”或“<”）。

（2）反应Ⅰ的平衡常数K理论值如下表：

温度/℃	25	50	90	100
K	79.96	208.06	222.88	258.05

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) = 0.5 mol·L^-1]中，加入过量Ca(OH)₂，反应达到平衡后WO₄^2—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：________。

Answer

（1）① 1×10—10 （2分） ② < （2分）（2）① （2分）

② > （2分） ③ （4分）

WO42－(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

（3）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。 （4分）

【解析】

试题分析：（1）①根据图像可知T1时当钙离子浓度为10—4mol/L时，相应酸根的浓度时10—6mol/L，所以KSP(CaWO4)＝c(Ca2＋)·c(WO42－)＝1×10—10。

②由于两者的溶解度均随温度升高而减小，即溶度积常数也随温度的升高而减小。则根据图像可知在钙离子浓度相等的 条件下，T1曲线对应的升高离子浓度大，所以T1＜T2。

（2）①化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则根据方程式可知该反应平衡常数K的表达式为。

②根据表中数据可知随着温度的升高K值增大，这说明事物的平衡向正反应方向进行，因此正反应是吸热反应，则该反应的△H＞0。

③ WO42－(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

（3）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，从而提高WO42—的沉淀率。

考点：考查平衡常数计算、外界条件对平衡状态的影响等