Question

Ba²⁺為重金屬離子，對人體劇毒，醫學上在進行胃腸疾病的檢查時，利用X射線對BaSO₄穿透能力較差的特性，常用BaSO₄做內服造影劑，這種檢查手段稱為鋇餐透視．
Ⅰ．請寫出BaSO₄能作為鋇餐透視的另外一個理由：

BaSO₄既不溶于水，也不溶于酸，可經人體排出體外，不會引起Ba²⁺中毒

．
Ⅱ．請用文字敘述和離子方程式說明鋇餐透視時為什么不用BaCO₃？

BaCO₃遇到胃酸生成Ba²⁺會使人中毒，反應離子方程式為：
BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑

．
Ⅲ．某課外活動小組為探究BaSO₄的溶解度，分別將足量BaSO₄放入：
①5mL水
②20mL 0.5mol?L^-1的Na₂SO₄溶液
③40mL 0.2mol?L^-1的Ba（OH）₂溶液
④40mL 0.1mol?L^-1的H₂SO₄溶液中，溶解至飽和．
（1）以上各溶液中，c（Ba²⁺）的大小順序正確的是

A

，BaSO₄的溶解度的大小順序為

C

（填序號）．
A．③＞①＞④＞②B．③＞①＞②＞④C．①＞④＞③＞②D．①＞③＞④＞②
（2）已知25℃時，K_sp（BaSO₄）=1.1×10^-10，上述條件下，溶液③中的c（SO

2- 4

）為

5.5×10^-10mol?L^-1

，溶液②中c（Ba²⁺）為

2.2×10^-10mol?L^-1

．
（3）某同學取溶液③和溶液④直接混合，則混合溶液的pH為

13

（假設混合后溶液的體積為混合前兩溶液的體積之和）．

Answer 1

分析：Ⅰ．根據硫酸鋇在酸和水中的溶解性分析；
Ⅱ．根據BaCO₃的溶解平衡：BaCO₃?Ba²⁺+CO₃^2-，H⁺能與CO₃^2-反應生成水和二氧化碳，促進溶解平衡正向移動；
Ⅲ．（1）含有相同的離子能抑制硫酸鋇的溶解，難溶物質向更難溶物質進行轉化，硫酸根離子或鋇離子濃度越大，硫酸鋇的溶解度越小；  
（2）根據硫酸鋇的溶度積常數計算硫酸根離子和鋇離子濃度；
（3）先計算混合溶液中氫氧根離子濃度，再根據離子積公式計算氫離子濃度，從而確定溶液的pH值．

解答：解：Ⅰ．BaSO₄既不溶于水，也不溶于酸，可經人體排出體外，不會引起Ba²⁺中毒，所以常用BaSO₄做內服造影劑，故答案為：BaSO₄既不溶于水，也不溶于酸，可經人體排出體外，不會引起Ba²⁺中毒；
Ⅱ．硫酸鋇不溶于水和酸，但胃酸可與CO₃^2-反應生成水和二氧化碳，使CO₃^2-濃度降低，從而使平衡BaCO₃（s）?Ba²⁺（aq）+CO₃^2-（aq） 向溶解方向移動，使Ba²⁺濃度增大，且Ba²⁺有毒，所以不能用碳酸鋇代替硫酸鋇，反應離子方程式為：BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+H₂O+CO₂↑，
故答案為：BaCO₃遇到胃酸生成Ba²⁺會使人中毒，反應離子方程式為：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑；
Ⅲ．（1）根據難溶電解質的溶度積常數知，溶液中硫酸根離子濃度越大，硫酸鋇的溶解度越小，鋇離子濃度越低，氫氧化鋇能抑制硫酸鋇的電離，但氫氧化鋇溶液中含有鋇離子，所以鋇離子濃度最大；水中的鋇離子濃度次之；硫酸鈉溶液和硫酸溶液中都含有硫酸根離子，抑制硫酸鋇的電離，硫酸鈉中的硫酸根濃度大于硫酸中的濃度，所以硫酸鈉溶液中鋇離子的濃度小于硫酸溶液中鋇離子濃度，所以鋇離子濃度大小順序是：③＞①＞④＞②；硫酸鋇溶液中加入硫酸根離子和鋇離子都會導致硫酸鋇的沉淀溶解平衡逆移，硫酸鋇的溶解度減小，硫酸根離子或鋇離子濃度越大，硫酸鋇的溶解度越小，所以BaSO₄的溶解度的大小順序：①＞④＞③＞②，
故答案為：A；C；
（2）已知25℃時，K_sp（BaSO₄）=1.1×10^-10，上述條件下，溶液③中的c（SO

2- 4

）=

Ksp

c(Ba2+)

=

1.1×10-10

0.2

=5.5×10^-10mol/L，②中C（Ba²⁺）=mol/L=2.2×10^-10mol/L，
故答案為：5.5×10^-10mol/L，2.2×10^-10mol/L；
（3）40ml 0.2mol?L^-1的Ba（OH）₂溶液和40ml 0.1mol?L^-1的H₂SO₄溶液中混合后溶液中C（OH^-）=

(0.2-0.1)mol/L×2×0.04L

0.04L×2

=0.1mol/L，則C（H⁺）=10^-13 mol/L，所以pH=13，
故答案為：13．

點評：本題考查了沉淀溶解平衡的移動，Ksp的計算；要準確掌握Ksp表達式及計算方法，題目難度中等．