题目内容
难溶性杂卤石属于“呆矿”，在水中存在如下平衡K2SO4?MgSO4?2CaSO4?2H2O（s）?2Ca2++2K++Mg2++4
+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，工艺流程如图1：
（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2，由图可得，随着温度升高，①______②______；
（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）+
?CaCO3（s）+
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______ （计算结果保留三位有效数字）．
【答案】分析：（1）依据流程和制取目的，结合“呆矿”，在水中存在的平衡分析，加入饱和Ca（OH）2溶液对平衡的影响分析判断；
（2）依据氢氧化钙和平衡状态下的镁离子结合生成氢氧化镁沉淀，促进平衡右移分析；
（3））“除杂”环节中主要是除去钙离子，但不能引入新的杂质，调节溶液PH呈中性，除去加入的碳酸钾，得到较纯净的硫酸钾，需要加入硫酸调节；
（4）依据图象分析，纵轴意义，曲线的变化，达到平衡需要的时间分析判断；
（5）以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO4（s）+CO32-（aq）?CaCO3（s）+SO42-（aq）平衡常数概念写出计算式，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分析．
解答：解：（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，析出氢氧化钙沉淀，所以滤渣中主要成分为Ca（OH）2，Mg（OH）2，故答案为：Ca（OH）2；Mg（OH）2；
（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，促进平衡右移钙离子增多，饱和溶液中析出氢氧化钙，增多K+，故答案为：氢氧根与镁离子结合使平衡向右移动，钾离子变多；
（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，故答案为：K2CO3；H2SO4；
（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：温度越高，在同一时间K+的浸出浓度大；反应速率加快，平衡时溶浸时间短，
故答案为：在同一时间K+的浸出浓度大；反应速率加快，平衡时溶浸时间短；
（5）溶浸过程中会发生：CaSO4（s）+CO32-（aq）?CaCO3（s）+SO42-（aq），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，故答案为：1.75×104．
点评：本题考查了沉淀溶解平衡的影响因素分析判断，流程分析，分离提纯的方法应用，图象分析判断方法，平衡常数的计算应用，溶度积的计算分析，沉淀转化的判断，题目难度中等．
（2）依据氢氧化钙和平衡状态下的镁离子结合生成氢氧化镁沉淀，促进平衡右移分析；
（3））“除杂”环节中主要是除去钙离子，但不能引入新的杂质，调节溶液PH呈中性，除去加入的碳酸钾，得到较纯净的硫酸钾，需要加入硫酸调节；
（4）依据图象分析，纵轴意义，曲线的变化，达到平衡需要的时间分析判断；
（5）以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO4（s）+CO32-（aq）?CaCO3（s）+SO42-（aq）平衡常数概念写出计算式，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分析．
解答：解：（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，析出氢氧化钙沉淀，所以滤渣中主要成分为Ca（OH）2，Mg（OH）2，故答案为：Ca（OH）2；Mg（OH）2；
（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，促进平衡右移钙离子增多，饱和溶液中析出氢氧化钙，增多K+，故答案为：氢氧根与镁离子结合使平衡向右移动，钾离子变多；
（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，故答案为：K2CO3；H2SO4；
（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：温度越高，在同一时间K+的浸出浓度大；反应速率加快，平衡时溶浸时间短，
故答案为：在同一时间K+的浸出浓度大；反应速率加快，平衡时溶浸时间短；
（5）溶浸过程中会发生：CaSO4（s）+CO32-（aq）?CaCO3（s）+SO42-（aq），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，故答案为：1.75×104．点评：本题考查了沉淀溶解平衡的影响因素分析判断，流程分析，分离提纯的方法应用，图象分析判断方法，平衡常数的计算应用，溶度积的计算分析，沉淀转化的判断，题目难度中等．
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+2H2O
?CaCO3（s）+