难溶性杂卤石（K2SO4•MgSO4•2CaSO4•2H2O）属于“呆矿”，在水中存在如下平衡K2SO4•MgSO4•2CaSO4•2H2O（s）⇌2Ca2++2K++Mg2++4SO2-4+2H2O为能充分利用钾资源，用饱

Question

难溶性杂卤石（K ₂ SO ₄ •MgSO ₄ •2CaSO ₄ •2H ₂ O）属于“呆矿”，在水中存在如下平衡
K ₂ SO ₄ •MgSO ₄ •2CaSO ₄ •2H ₂ O（s）⇌2Ca ²⁺ +2K ⁺ +Mg ²⁺ +4

SO

2-4

+2H ₂ O
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：CaSO ₄ （s）+

CO

2-3

⇌CaCO ₃ （s）+

SO

2-4

已知298K时，Ksp（CaCO ₃ ）=2.80×10 ^-9 ，Ksp（CaSO ₄ ）=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）．

Answer 1

（1）“呆矿”，在水中存在沉淀溶解平衡：K ₂ SO ₄ •MgSO ₄ •2CaSO ₄ •2H ₂ O（s）⇌2Ca ²⁺ +2K ⁺ +Mg ²⁺ +4SO ₄ ^2- +2H ₂ O，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K ₂ CO ₃ 除钙离子，过滤后加入硫酸至中性，除去碳酸钾，故答案为：K ₂ CO ₃ ；H ₂ SO ₄ ；
（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：CaSO ₄ （s）+CO ₃ ^2- （aq）⇌CaCO ₃ （s）+SO ₄ ^2- （aq），CaCO3（s）=Ca ²⁺ +CO ₃ ^2- ；CaSO ₄ （s）=Ca ²⁺ +SO ₄ ^2- ；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= (C(S O42- ))/(C(C O3-2 )) = (Ksp( Ca S O4 ))/(Ksp( Ca C O3 )) = (4.90×1 0-5)/(2.80×1 0-9) =1.75×10 ⁴ ，故答案为：1.75×10 ⁴ ．