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用沉淀溶解平衡原理解释下列事实或现象。

沉淀溶解平衡原理:AB(s) ⇋ A(aq) + B(aq) Ksp = [A]·[B], Qc = c(A)·c(B)

当 Qc = Ksp 达到平衡(饱和状态)

Qc > Ksp 平衡左移(过饱和态)

Qc < Ksp 平衡右移(未过饱和态)

1、Ba2+有剧毒。人体胃酸的酸性较强(pH 0.9~1.5),如果服下BaCO3,胃酸会与CO32-反应:

BaCO3 ⇋ Ba2+ + CO32- ·······①

CO32- + 2H+ = CO2 + H2O ·····②

由于 ② 反应,使 c(CO32-) 降低,导致Qc < Ksp(BaCO3),使 ① 右移,使体内 Ba2+ 浓度增大而引起人体中毒。

(而SO42-不与H+结合,胃酸中的H+对BaSO4的溶解平衡不产生影响,因此Ba2+浓度可以保持在安全浓度范围内。)

2、珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物,它们可以从周围的海水中获取Ca2+和HCO3-,经反应形成石灰石外壳:

Ca2+ + 2HCO3- ⇋ CaCO3 + CO2 + H2O ·······③

植物、藻类等在可见光和叶绿素的催化作用下,可以通过光合作用,将CO2转变为有机物:

CO2 + H2O = C6H12O6 + O2

光合作用是地球上规模最大的无机物转变为有机物的方式,所以森林对调节大气中二氧化碳含量有重要作用,森林砍伐会降低森林吸收二氧化碳的能力,导致大气和水中CO2浓度增加,从而使平衡③左移,干扰了珊瑚的生长,甚至造成珊瑚虫死亡。

3:Ksp(ZnS) = 2.93×10-25,Ksp(CuS) = 1.27×10-36

ZnS(白) + Cu2+ ⇋ Zn2+ + CuS(黑)

K = [Zn2+] / [Cu2+] = Ksp(ZnS) / Ksp(CuS) = 2.3×10^11

K 值表明,由溶解度较大ZnS的转化成溶解度较小的CuS的趋势非常大,故之。

4、水垢主要成分是CaCO3,加入醋酸,会发生下列反应:

CaCO3 + 2H+ ⇋ Ca2+ + CO2 + H2O

使 c(CO32-) 降低,导致Qc < Ksp(CaCO3),造成CaCO3溶解。

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