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, ① , ② ,
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)=1.56×10—10,Ksp(AgBr)=7.7×10—13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10—12。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—、CrO42— | B.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___________________________________________。 |
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>Ag2CrO4 | B.AgCl>Ag2CrO4>AgI | C.Ag2CrO4>AgCl>AgI | D.Ag2CrO4>AgI>AgCl |
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