(17分)(2012?廣東)難溶性雜鹵石(K2SO4?MgSO4?2CaSO4?2H2O)屬于“呆礦”,在水中存在如下平衡
K2SO4?MgSO4?2CaSO4?2H2O(s)?2Ca2++2K++Mg2++4+2H2O
為能充分利用鉀資源,用飽和Ca(OH)2溶液溶浸雜鹵石制備硫酸鉀,工藝流程如圖1:

(1)濾渣主要成分有                     以及未溶雜鹵石.
(2)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋Ca(OH)2溶液能溶解雜鹵石浸出K+的原因:               
(3)“除雜”環(huán)節(jié)中,先加入       溶液,經(jīng)攪拌等操作后,過(guò)濾,再加入        溶液調(diào)濾液PH至中性.
(4)不同溫度下,K+的浸出濃度與溶浸時(shí)間的關(guān)系是圖2,由圖可得,隨著溫度升高,①                                                        ;
(5)有人以可溶性碳酸鹽為溶浸劑,則溶浸過(guò)程中會(huì)發(fā)生:CaSO4(s)+?CaCO3(s)+
已知298K時(shí),Ksp(CaCO3)=2.80×10﹣9,Ksp(CaSO4)=4.90×10﹣5,求此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K              (計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
(1)CaSO4;Mg(OH)2(2)氫氧根與鎂離子結(jié)合使平衡向右移動(dòng),鉀離子變多(3)K2CO3;H2SO4(4)在同一時(shí)間K+的浸出濃度大;反應(yīng)速率加快,平衡時(shí)溶浸時(shí)間短(5)1.75×104
(1)依據(jù)流程和制取目的,結(jié)合“呆礦”,在水中存在的平衡分析,加入飽和Ca(OH)2溶液對(duì)平衡的影響分析判斷;
(2)依據(jù)氫氧化鈣和平衡狀態(tài)下的鎂離子結(jié)合生成氫氧化鎂沉淀,促進(jìn)平衡右移分析;
(3))“除雜”環(huán)節(jié)中主要是除去鈣離子,但不能引入新的雜質(zhì),調(diào)節(jié)溶液PH呈中性,除去加入的碳酸鉀,得到較純凈的硫酸鉀,需要加入硫酸調(diào)節(jié);
(4)依據(jù)圖象分析,縱軸意義,曲線的變化,達(dá)到平衡需要的時(shí)間分析判斷;
(5)以可溶性碳酸鹽為溶浸劑,則溶浸過(guò)程中會(huì)發(fā)生:CaSO4(s)+CO32(aq)?CaCO3(s)+SO42(aq)平衡常數(shù)概念寫(xiě)出計(jì)算式,依據(jù)硫酸鈣、碳酸鈣溶度積常數(shù)的計(jì)算表達(dá)式,轉(zhuǎn)化關(guān)系中鈣離子相同計(jì)算分析.
解:(1)“呆礦”,在水中存在沉淀溶解平衡:K2SO4?MgSO4?2CaSO4?2H2O(s)?2Ca2++2K++Mg2++4SO42+2H2O,為能充分利用鉀資源,用飽和Ca(OH)2溶液溶浸雜鹵石制備硫酸鉀,氫氧根離子和鎂離子結(jié)合生成氫氧化鎂沉淀,同時(shí)鈣離子增多,析出硫酸鈣沉淀,所以濾渣中主要成分為CaSO4,Mg(OH)2,故答案為:CaSO4;Mg(OH)2;
(2)Ca(OH)2溶液能溶解雜鹵石浸出K+的原因是氫氧化鈣是飽和溶液,加入后氫氧根離子和鎂離子結(jié)合生成氫氧化鎂沉淀,促進(jìn)平衡右移鈣離子增多,飽和溶液中析出氫氧化鈣,增多K+,故答案為:氫氧根與鎂離子結(jié)合使平衡向右移動(dòng),鉀離子變多;
(3)“除雜”環(huán)節(jié)主要是除去鈣離子,依據(jù)除雜原則不能引入新的雜質(zhì),根據(jù)制取的目的是制備硫酸鉀,所以加入的試劑易于除去,不引入新的雜質(zhì),因此加入過(guò)量K2CO3除鈣離子,過(guò)濾后加入硫酸至中性,除去碳酸鉀,故答案為:K2CO3;H2SO4;
(4)分析不同溫度下,K+的浸出濃度與溶浸時(shí)間的關(guān)系,溫度越高K+的浸出濃度越大,溶浸時(shí)間越短,反應(yīng)速率越大,達(dá)到平衡越快,故圖象中分析得到的結(jié)論為:溫度越高,在同一時(shí)間K+的浸出濃度大;反應(yīng)速率加快,平衡時(shí)溶浸時(shí)間短,
故答案為:在同一時(shí)間K+的浸出濃度大;反應(yīng)速率加快,平衡時(shí)溶浸時(shí)間短;
(5)溶浸過(guò)程中會(huì)發(fā)生:CaSO4(s)+CO32(aq)?CaCO3(s)+SO42(aq),CaCO3(s)=Ca2++CO32;CaSO4(s)=Ca2++SO42;依據(jù)硫酸鈣、碳酸鈣溶度積常數(shù)的計(jì)算表達(dá)式,轉(zhuǎn)化關(guān)系中鈣離子相同計(jì)算,反應(yīng)的平衡常數(shù)K====1.75×104,故答案為:1.75×104
點(diǎn)評(píng):本題考查了沉淀溶解平衡的影響因素分析判斷,流程分析,分離提純的方法應(yīng)用,圖象分析判斷方法,平衡常數(shù)的計(jì)算應(yīng)用,溶度積的計(jì)算分析,沉淀轉(zhuǎn)化的判斷,題目難度中等.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

下列除去雜質(zhì)(括號(hào)內(nèi)物質(zhì)為少量雜質(zhì))的方法中,正確的是(  )
A.乙烷(乙烯):光照條件下通入Cl2,氣液分離
B.乙酸乙酯(乙酸):用飽和碳酸鈉溶液洗滌,分液、干燥、蒸餾
C.CO2(SO2):氣體通過(guò)盛氫氧化鈉溶液的洗氣瓶
D.乙醇(乙酸):加足量濃硫酸,蒸餾

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

下列說(shuō)法正確的是
A.金屬汞一旦灑落在實(shí)驗(yàn)室地面或桌面時(shí),必須盡可能收集,并深埋處理
B.用pH計(jì)、電導(dǎo)率儀(一種測(cè)量溶液導(dǎo)電能力的儀器)均可檢測(cè)乙酸乙酯的水解程度
C.鄰苯二甲酸氫鉀可用于標(biāo)定NaOH溶液的濃度,假如稱(chēng)量鄰苯二甲酸氫鉀時(shí)電子天平讀數(shù)比實(shí)際質(zhì)量偏大,則測(cè)得的NaOH溶液濃度比實(shí)際濃度偏小
D.向某溶液中加入茚三酮試劑,加熱煮沸后溶液若出現(xiàn)藍(lán)色,則可判斷該溶液含有蛋白質(zhì)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

下列裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br />
A.除去乙醇中的苯酚B.制取金屬錳
C.實(shí)驗(yàn)室制氨氣D.從碘的CCl4溶液中分離I2

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

下列除雜,所用試劑和操作均正確的是
選項(xiàng)
物質(zhì)成分(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì))
所用試劑
操作
A
鐵屑(油污)
純堿溶液
洗滌
B
苯(苯酚)
溴水
過(guò)濾
C
碳酸鋇(硫酸鋇)
鹽酸
溶解、過(guò)濾
D
乙醇(乙酸)
燒堿溶液
分液

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

下列實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到目的的是
A.用AgNO3溶液鑒別NaCl和Na2SO4
B.除去苯中少量苯酚,向混合物中加入足量的NaOH溶液后過(guò)濾
C.將碘水和CCl4倒入分液漏斗,振蕩后靜置,可將碘萃取到CCl4
D.用乙醇和濃硫酸制備乙烯時(shí),可用水浴加熱控制反應(yīng)的溫度

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

下列實(shí)驗(yàn)操作不能達(dá)到預(yù)期實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?    )
 
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />實(shí)驗(yàn)操作
A
鑒別CO32-和 SO42-
分別加入飽和CaCl2溶液
B
比較Al和Fe的金屬活動(dòng)性
分別加入濃NaOH溶液
C
比較苯酚和乙酸的酸性
分別加入NaHCO3溶液
D
比較AgCl和AgI的溶解度
向AgCl的飽和液中加少量KI溶液

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

水溶液X中只可能溶有K、Mg2、Al3、、、中的若干種離子。某同學(xué)對(duì)該溶有進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):

下列判斷正確的是
A.氣體甲一定是純凈物
B.沉淀甲是硅酸和硅酸鎂的混合物
C.K一定存在于溶液X中
D.一定不存在于溶液X中

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

一定濃度NaHCO3溶液與CuSO4溶液反應(yīng)后生成了藍(lán)綠色顆粒狀沉淀。就沉淀成分提出了如下三種假設(shè):
假設(shè)一:沉淀是CuCO3;假設(shè)二:沉淀是Cu(OH)2;
假設(shè)三:沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物。
(1)寫(xiě)出假設(shè)二,沉淀是Cu(OH)2生成的理由                                (用離子方程式表示);
(2)為了探究沉淀的成分,取出了一部分沉淀,滴加稀鹽酸,有氣體放出。憑此現(xiàn)象,判斷沉淀中含有                                         ;
(3)為了進(jìn)一步探究沉淀的成分,進(jìn)而確定假設(shè)中何種假設(shè)成立,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),裝置圖如下:

①研究沉淀物組成前,須將沉淀從溶液中分離并凈化。具體操作依次為          、洗滌、干燥;
②裝置E中藥品的名稱(chēng)是       作用為                            ;
③實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有以下操作步驟:a.打開(kāi)K1、K3,關(guān)閉K2、K4,通入過(guò)量空氣。此步驟的作用是                                              。
b.關(guān)閉K1、K3,打開(kāi)K2、K4,充分反應(yīng),c.再通入過(guò)量空氣時(shí),活塞處于打開(kāi)的是         ,關(guān)閉的是                                       
④若沉淀樣品的質(zhì)量為m g,裝置D的質(zhì)量增加了n g;若沉淀樣品為純凈物,m、 n之間的關(guān)系為                                               。
若假設(shè)三成立,則Cu(OH)2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為         ;若不進(jìn)行步驟c,則會(huì)使測(cè)得結(jié)果       (填“偏高”“無(wú)影響”“偏低”)。

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