碳酸钙是常见难溶物,将过量碳酸钙粉末置于水中达到溶解平衡:…——2023 高考化学第 15 题答案解析

2023_浙江卷

2023 浙江 第 15 题 单选题 区分题
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15. 碳酸钙是常见难溶物,将过量碳酸钙粉末置于水中达到溶解平衡:$\mathrm { C a C O _ { 3 } ( s ) } \equiv \mathrm { C a ^ { 2 + } ( a q ) } + \mathrm { C O _ { 3 } ^ { 2 - } ( a q ) } \left[ \Xi _ { \mathrm { e f f } } ^ { \mathrm { i } } \mathrm { K I K _ { s p } } \left( \mathrm { C a C O _ { 3 } } \right) = 3 . 4 \times 1 0 ^ { - 9 } , ~ \mathrm { K _ { s p } } \left( \mathrm { C a S O _ { 4 } } \right) = 4 . 9 \times 1 0 ^ { - 8 } \right] \mathrm { e m } / \mathrm { T r } ,$ $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { C O } _ { 3 }$ 的电离常数 $\mathrm { K _ { \scriptscriptstyle a l } } = 4 . 5 \times 1 0 ^ { - 7 } , \mathrm { K _ { \scriptscriptstyle a 2 } } = 4 . 7 \times 1 0 ^ { - 1 1 } .$ ],下列有关说法正确的是

A. 上层清液中存在 $\mathsf { c } \left( \mathsf { C a } ^ { 2 + } \right) = \mathsf { c } \left( \mathsf { C O } _ { 3 } ^ { 2 - } \right)$
B. 上层清液中含碳微粒最主要以 ${ \mathrm { H C O } } _ { 3 } ^ { - }$ 形式存在
C. 向体系中通入 $\mathrm { C O } _ { 2 }$ 气体,溶液中 $\mathtt { c } { \left( \mathrm { C a } ^ { 2 + } \right) }$ 保持不变
D. 通过加 $\mathrm { N a } , \mathrm { S O } _ { 4 }$ 溶液可实现 $\mathrm { C a C O } _ { 3 }$ 向 $\mathrm { C a S O _ { 4 } }$ 的有效转化
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B

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【答案】B

【解析】

【详解】A.上层清液为碳酸钙的饱和溶液,碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子,因此$\mathrm { c } \left( \mathrm { C a } ^ { 2 + } \right) { \succ } \mathrm { c } \left( \mathrm { C O } _ { 3 } ^ { 2 - } \right)$ ,A 错误;

B.根据 $\mathrm { K } _ { \mathrm { a 2 } } { = } 4 . 7 { \times } 1 0 ^ { - 1 1 }$ 可得 $\frac { \mathsf { c } ( \mathrm { C O _ { 3 } ^ { 2 - } } ) \bullet \mathsf { c } ( \mathrm { H } ^ { + } ) } { \mathsf { c } ( \mathrm { H C O _ { 3 } ^ { - } } ) } { = } 4 . 7 \times 1 0 ^ { - 1 1 }$ ,则碳酸根的水解平衡常数为

$K _ { \mathrm { h } } = \frac { \mathrm { c } \left( \mathrm { H C O } _ { 3 } ^ { - } \right) \cdot \mathrm { c } \left( \mathrm { O H } ^ { - } \right) } { \mathrm { c } \left( \mathrm { C O } _ { 3 } ^ { 2 - } \right) } { = } \frac { K _ { \mathrm { w } } } { K _ { a 2 } } \approx 2 \times 1 0 ^ { - 2 } > K _ { a 2 }$ ,说明碳酸根的水解程度较大,则上层清液中含碳微粒主要为碳酸氢根离子,B正确;C.向体系中通入 $\mathrm { C O } _ { 2 } , \mathrm { C O } _ { 3 } ^ { 2 - } + \mathrm { C O } _ { 2 } + \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } = 2 \mathrm { H } \mathrm { C O } _ { 3 } ^ { - }$ $\mathsf { c } ( \mathsf { C O } _ { 3 } ^ { 2 - }$ )减小, $\mathrm { C a C O _ { 3 } ( s ) { } C a ^ { 2 + } ( a q ) + C O _ { 3 } ^ { 2 - } ( a q ) }$ 正向移动,溶液中钙离子浓度增大,C错误;D.由题干可知, $\mathrm { K } _ { \mathrm { s p } } \left( \mathrm { C a C O } _ { 3 } \right) = 3 . 4 \times 1 0 ^ { - 9 }$ $\mathrm { K } _ { \mathrm { s p } } \left( \mathrm { C a S O } _ { 4 } \right) = 4 . 9 \times 1 0 ^ { - 5 }$ ,碳酸钙比硫酸钙更难溶,加入硫酸钠后碳酸钙不会转化成硫酸钙,D 错误;故答案选B。

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