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1.资源综合利用既符合绿色化学理念,也是经济可持续发展的有效途径.一种难溶
的废弃矿渣杂卤石,其主要成分可表示为:K2SO4•MgSO4•2CaSO4•2H2O,已知它在水溶液中存在如下平衡:
K2SO4•MgSO4•2CaSO4•2H2O?2K++4SO42-+Mg2++2Ca2++2H2O
为了充分利用钾资源,一种溶浸杂卤石制备K2S04工艺流程如图:

(1)操作①名称是过滤;
(2)用化学平衡移动原理解释:Ca(OH)2溶液能溶解出杂卤石中K的原因:Mg2+转化成Mg(OH)2沉淀,Ca2+转化为CaSO4沉淀,使平衡右移,促使杂卤石溶解
(3)除杂质环节,为了除去Ca2+,可先加人K2CO3溶液,经搅拌等操作后,过滤,再向
滤液中滴加稀H2 S04,调节溶液pH至中性;(填“酸性”、“中性”或“碱性”)
(4)操作②的步骤包括(填操作过程):、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
(5)有人用可溶性碳酸盐为溶浸剂,其浸溶原理可表示为:
CaSO4(s)+CO32-(aq)?CaCO3(s)+so42-(aq)
已知常温下:KSP(CaCO3)=2.80×10-9  KSP(CaSO4)=4.95×10-5
则常温下该反应的平衡常数K=1.75×104

分析 (1)过滤分离不溶性固体和液体;
(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)实验操作是蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤,干燥;
(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)分离不溶性固体和液体用过滤,故答案为:过滤;
(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;中性;
(4)实验操作是蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤,干燥步骤得到,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;
(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=$\frac{c(S{O}_{4}{\;}^{2-)}}{c(CO{\;}_{3}{\;}^{2-})}$=$\frac{Ksp(CaSO{\;}_{4})}{Ksp(CaCO{\;}_{3})}$=$\frac{4.90×10{\;}^{-5}}{2.80×10{\;}^{-9}}$=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,沉淀转化的判断,题目难度中等.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.已知aAn+bB(n+1)+cCn-dD(n+1)-具有相同的电子层结构,关于A、B、C、D四种元素叙述正确的是(  )
A.气态氢化物的稳定性:D>CB.原子序数:b>a>c>d
C.离子的还原性:cCn-dD(n+1)-D.离子的氧化性:aAn+bB(n+1)+

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.下列有机物的命名正确的是(  )
A.2-乙基丁烷B.CH3--CH3  1,4-二甲苯
C.3-甲基-2-丁烯D.3,3-二甲基丁烷.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

9. 乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:
CH2CH3(g)$\stackrel{催化剂}{?}$CH=CH2(g)+H2(g)
(1)已知:
化学键C-HC-CC=CH-H
键能/kJ•molˉ1412348612436
计算上述反应的△H=+124 kJ•mol-1
(2)维持体系总压强p恒定,在温度T时,物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应.已知乙苯的平衡转化率为α,则在该温度下反应的平衡常数Kp=$\frac{n{α}^{2}}{(1-{α}^{2})V}$(用α等符号表示).
(3)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1:9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应.在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如图:
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实正反应为气体分子数增大的反应,保持压强不变,加入水蒸气,容器体积应增大,等效为降低压强,平衡向正反应方向移动.
②控制反应温度为600℃的理由是600℃时乙苯的转化率与苯乙烯的选择性均较高,温度过低,反应速率较慢,转化率较低,温度过高,选择性下降,高温下可能失催化剂失去活性,且消耗能量较大.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

16.香兰素是一种重要香料,其结构如图所示.下列有关香兰素的叙述不正确的是(  )
A.香兰素的化学式为C8H8O3
B.能与Na2CO3和NaOH溶液反应
C.1 mol香兰素只能与含1 mol Br2的溴水反应
D.能使酸性高锰酸钾溶液褪色的官能团有羟基和醛基

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

6.下列叙述正确的是(  )
A.Na2CO3溶液加水稀释后,恢复至原温度,pH和Kw均减小
B.在Na2S溶液中加入AgCl固体,溶液中c(S2-)下降
C.常温下pH=5的CH3COOH溶液和pH=5的NH4Cl溶液中,c(H+)不相等
D.0.1 mol/LC6H5ONa溶液中:c(Na+)>c(C6H5O-)>c(H+)>c(OH-

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.下列对于淡水资源的认识中,正确的是(  )
A.可供人类利用的淡水资源非常丰富
B.我国有多条大江大河和众多的湖泊,所以属于富水国家
C.每人每天约需2.5 kg水,加之人口急剧增加,地球上的淡水对满足人们的生活用水已很紧张
D.海水中含有大量的盐,人类无法从中提取淡水

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

10.下列说法不正确的是(  )
A.医用酒精是用淀粉类植物发酵经蒸馏制成,浓度通常是75%
B.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果,其作用是吸收并氧化水果释放出的乙烯
C.“海水淡化”可以解决“淡水供应危机”,向海水中加入明矾可以使海水淡化
D.石油裂解、煤的干馏、玉米制醇、蛋白质的变性都是化学变化

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

4.某课外活动小组同学利用如图甲装置(固定装置略去)测定[Mg2Al(OH)4Cl•XH2O]的化学式,[Mg2Al(OH)4Cl•XH2O]高温下分解为MgO、Al2O3、HCl和水蒸气.
(1)装置连接后首先进行的操作是对装置进行气密性检验.
(2)将一定质量的[Mg2Al(OH)4Cl•xH2O]放在加热装置中充分加热,冷却后称量剩余固体的质量是131g,则其中MgO的质量是80g.
(3)若只通过测定装置C、D的增重来确定x,加热前先通过N2排尽装置中的空气,称取C、D的初始质量后,再持续通入N2
①装置的连接顺序为a→e-d-b(用接口处的小写字母表示).
②实验过程中装置C吸收HCl气体,没有用如图乙所示防倒吸装置的理由是实验过程中持续通入N2,没有必要用如图所示防倒吸装置.
③完全分解后测得C增重3.65g、D增重9.90g,则x=3.
(4)下列实验方案也能测定x值的是方案1,并且对不选方案说明不合理的理由:由加热装置剩余固体的质量可计算装置C增重的质量,与x的大小没有关系,因此方案2是不合理的(若两个方案都选,此问就不作答).
方案1:测定加热装置剩余固体的质量和装置D增重的质量
方案2:测定加热装置剩余固体的质量和装置C增重的质量.

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