(13分)难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”,在水中存在如下平衡为能充分利用钾资源,用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制
题型:不详难度:来源:
(13分)难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”,在水中存在如下平衡![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200128/20200128165205-35038.jpg) 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:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200128/20200128165205-31909.jpg) (1)滤渣主要成分有 和 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是图14,由图可得,随着温度升高,
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200128/20200128165205-98688.jpg) ① 在相同时间K+的浸出浓度大。 ② 在相同时间K+的浸出浓度减小 ③ 反应的速率加快,平衡时溶浸时间短。 ④ 反应速率减慢,平衡时溶浸时间增长。 (5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200128/20200128165205-91813.jpg) 已知298K时, Ksp(CaCO3)=2.80×10—9, Ksp(CaSO4)=4.90×10—5 ,求此温度下该反应的平衡常数K 。 |
答案
(1)CaSO4(1分) Mg(OH)2(1分) (2)氢氧根与镁离子结合,使平衡向右移动,K+变多。(2分) (3)K2CO3 (2分) H2SO4 (2分) (4)①③(2分) (5)K=1.75×104(3分) |
解析
试题分析:(1)根据题目给出的可逆溶解平衡,加Ca(OH)2后,Mg 2+变成Mg(OH)2,硫酸钙是微溶物,因此滤渣成分是Mg(OH)2,CaSO4和未溶杂卤石;(2)根据勒夏特列原理,加入Ca(OH)2后,Mg 2+不断沉淀,硫酸钙也析出,平衡正移,因此浸出K+;(3)为了使生成的硫酸钾最纯,要除去加入的过量的氢氧化钙,而进入杂质阳离子,因此加入碳酸钾,最后硫酸钾除去过量的碳酸钾且调节溶液pH值;(4)由已知曲线图观察可知,升高温度可以提高K+浸出率,缩短浸出时间;(5)由题意知:Ksp(CaCO3)=2.80×10-9=c(Ca2+)·c(CO32-),Ksp(CaSO4)=4.90×10-5=c(Ca2+)·c(SO42-),因此有:Ksp =1.75×104。 点评:本题在化学工艺流程的背景下对化学反应平衡进行考查,题目难度比较大,综合性较强。 |
举一反三
下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 ( )A.新制的氯水在光照条件下颜色变浅 | B.开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡沫 | C.高锰酸钾(KMnO4)溶液加水稀释后颜色变浅 | D.工业生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高SO2的利用率 |
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(16分)氨的合成原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ;△H=" —92.4" KJ·mol—1。现在500℃、20 MPa时,将N2、H2置于一个容积为2 L的密闭容器中发生反应,反应过程中各物质的物质的量变化如下图。回答下列问题:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200128/20200128165149-49315.png) (1)10 min内以NH3表示的平均反应速率 ; (2)在10 ~20 min内:NH3浓度变化的原因可能是 ;A.加了催化剂 | B.缩小容器体积 | C.降低温度 | D.增加NH3物质的量 | (3)第1次平衡的时间范围为: ,第2次平衡的时间范围为: ,第1次平衡:平衡常数K1 = (带数据的表达式),第2次平衡时NH3的体积分数 ; (4)在反应进行至25 min时:① 曲线发生变化的原因: ② 达第二次平衡时,新平衡的平衡常数K2 K1(填“大于”、“等于”、“小于”) |
将1 mol SO2和1mol O2通入一容积不变的密闭容器中,在一定温度和催化剂作用下,发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。反应达到平衡时SO3为0.3 mol。若此时移走0.5 mol O2和0.5 mol SO2,则重新达到平衡后,SO3的物质的量A.等于0.3 mol | B.等于0.15 mol | C.小于0.15 mol | D.大于0.15 mol,小于0.3 mol |
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对可逆反应N2 (g)+3H2(g) 2 NH3(g),△H=-92.4 kJ·mol-1下列叙述正确的是( )A.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小 ,逆反应速率增大 | B.若单位时间内生成x mol N2的同时,消耗2x molNH3,则反应达到平衡状态 | C.达到化学平衡时,2v正(H2)=3v逆(NH3) | D.加入催化剂,正反应速率增大,逆反应速率不变 |
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下列说法不正确的是( )A.MnO2能加速H2O2的分解,是因为MnO2可以降低反应所需的活化能 | B.向橙色的K2Cr2O7溶液中滴加NaOH溶液,溶液颜色变黄,说明化学平衡发生了移动 | C.将NO2和N2O4混合气体的平衡体系加压,容器内气体颜色变深,这一事实不能用勒夏特列原理解释 | D.在密闭容器中,对于反应2A(g)+B(g) 2C(g),增大压强后,平衡混合气的平均相对分子质量减小 |
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