难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”,在水中存在如下溶解平衡:K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s)2Ca2

难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”,在水中存在如下溶解平衡:K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s)2Ca2

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难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”,在水中存在如下溶解平衡:
K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s)2Ca2+2K+Mg2+4SO42-+2H2O。为能充分利用钾资源,用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾,工艺流程如下:

(1)滤渣主要成分有________和CaSO4以及未溶杂卤石。
(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K的原因:
                                                                                     
(3)“除杂”环节中,先加入            溶液,经搅拌等操作后,过滤,再加入        溶液调滤液pH至中性。
(4)不同温度下,K的浸出浓度与溶浸时间的关系见右图。由图可得,随着温度升高,
                                     
                                      

③溶浸出的K的平衡浓度增大。
(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生:CaSO4(s)+CO32-CaCO3(s)+SO42-。已知298 K时,Ksp(CaCO3)=2.80×10-9,Ksp(CaSO4)=4.90×10-5,计算此温度下该反应的平衡常数,K=                                  
答案
(1)Mg(OH)2(1分)      (2)加入Ca(OH)2溶液,Mg2与OH结合生成Mg(OH)2沉淀,Mg2浓度减小,平衡正向移动,K增多(2分)   (3)K2CO3(1分)   H2SO4(1分)
(4)①溶浸平衡向右移动(1分) ②K的溶浸速率增大(1分)   (5) K=1.75×104。(2分)
解析

试题分析:(1)“呆矿”在水中存在沉淀溶解平衡K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s)2Ca2+2K+Mg2+4SO42-+2H2O,为能充分利用钾资源,用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾,氢氧根离子和镁离子结合生成氢氧化镁沉淀,同时钙离子增多,析出硫酸钙沉淀,所以滤渣中主要成分为Mg(OH)2和CaSO4以及未溶杂卤石。
(2)Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因是氢氧化钙是饱和溶液,加入后氢氧根离子和镁离子结合生成氢氧化镁沉淀,促进平衡右移,增多K+
(3))“除杂”环节主要是除去钙离子,依据除杂原则不能引入新的杂质,根据制取的目的是制备硫酸钾,所以加入的试剂易于除去,不引入新的杂质,因此加入过量K2CO3除钙离子,过滤后加入硫酸至中性,除去碳酸钾即可。
(4)分析不同温度下,K+的浸出浓度与溶浸时间的关系,温度越高K+的浸出浓度越大,溶浸时间越短,反应速率越大,达到平衡越快,故图象中分析得到的结论为:①溶浸平衡向右移动;②K的溶浸速率增大。
(5)溶浸过程中会发生反应CaSO4(s)+CO32-CaCO3(s)+SO42-,CaCO3(s)Ca2++CO32-;CaSO4(s)Ca2++SO42-;依据硫酸钙、碳酸钙溶度积常数的计算表达式,转化关系中钙离子相同计算,反应的平衡常数K==1.75×104
举一反三
某温度下,已知Ksp(AgCl)=1.56×1010,Ksp(AgBr)=7.7×1013,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×1012。某溶液中含有Cl、Br、CrO42,浓度均为0.010 mol/L,向该溶液中逐滴加入0.010 mol/L的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为
A.Cl、Br、CrO42B.CrO42、Br、Cl
C.Br、Cl、CrO42—D.Br、CrO42—、Cl

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结合下表回答下列问题:
物   质
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
溶度积/25℃
8.0×10-16
2.2×10-20
4.0×10-38
完全沉淀时的pH范围
≥9.6
≥6.4
3~4
(1)CuCl2溶液中含有少量的FeCl2和FeCl3,为得到纯净的CuCl2•2H2O晶体,可先加入适量氯水,发生的离子反应为:_________________________________;再加入_______________________,调至pH=4,此时溶液中的c(Fe3)=__________。过滤后,将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶,可得到CuCl2•2H2O晶体。
(2)在空气中直接加热CuCl2•2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2,由CuCl2•2H2O晶体得到纯的无水CuCl2的合理方法是___________________________________________。
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下列说法不正确的是(   )
A.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关
B.由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀
C.其他条件不变,离子浓度改变时,Ksp不变
D.两种难溶电解质作比较时,Ksp小的溶解度一定小

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已知25℃时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp = 5.6×10-12,MgF2的溶度积常数Ksp =7.4×10-11.下列说法正确的是(    )
A.25℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者c(Mg2+)大
B.25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大
C.25℃时,Mg(OH)2固体在同体积同浓度的氨水和NH4Cl溶液中的Ksp相比较,前者小
D.25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入饱和NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化成MgF2

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已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.5×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12
则下列难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度大小顺序正确的是( )
A.AgCl>AgI>Ag2CrO4B.AgCl>Ag2CrO4>AgI
C.Ag2CrO4>AgCl>AgID.Ag2CrO4>AgI>AgCl

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