Question

【題目】鍶(Sr)元素廣泛存在于礦泉水中，是一種人體必需的微量元素，在元素周期表中與 Ca 和Ba同屬于同族。

（1）Sr 的原子序數(shù)是 ，堿性：Sr(OH)2 Ba(OH)2(填“＞”或“＜”)；鍶的化學(xué)性質(zhì)與鈣和鋇類似，用原子結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)解釋其原因是 。

（2）碳酸鍶是最重要的鍶化合物。用含SrSO4和少量BaSO4、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2的天青石制備SrCO3，工藝流程如下(部分操作和條件略)：

I．將天青石礦粉和Na2CO3溶液充分混合，過(guò)濾；

II．將濾渣溶于鹽酸，過(guò)濾；

III．向Ⅱ所得濾液中加入濃硫酸，過(guò)濾；

IV．向Ⅲ所得濾液中先加入次氯酸，充分反應(yīng)后再用氨水調(diào)pH約為7，過(guò)濾；

V．向Ⅳ所得濾液中加入稍過(guò)量NH4HCO3，充分反應(yīng)后，過(guò)濾，將沉淀洗凈，烘干，得到SrCO3。

已知：i．相同溫度時(shí)的Ksp ：BaSO4＜SrCO3＜SrSO4＜CaSO4

ii．生成氫氧化物沉淀的pH

已知?dú)溲趸瘉嗚F的溶度積為1×10—15則Fe2+完全沉淀的pH值為 （完全沉淀時(shí)Fe2+的濃度小于1×10—5）

①I中，反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。

②II中，能與鹽酸反應(yīng)溶解的物質(zhì)有 。

③加入次氯酸的有關(guān)離子方程式為 ；IV加入氨水的目的是 。

④下列關(guān)于該工藝流程的說(shuō)法正確的是 。

a．該工藝產(chǎn)生的廢液含較多的Na+ 、Cl- 、SO42-

b．V中反應(yīng)時(shí)，升高溫度一定可以提高SrCO3的生成速率

c．V中反應(yīng)時(shí)，加入NaOH溶液一定可以提高NH4HCO3的利用率

Answer 1

【答案】（1）38；＜；同一主族元素，原子最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)越多，原子半徑越大，金屬性越強(qiáng)，則最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性越強(qiáng)；

（2）①SrSO4+Na2CO3=SrCO3+Na2SO4；②SrCO3、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3；③將Fe2+氧化為Fe3+，使Fe3+和Al3+沉淀完全；④ac。

【解析】

試題分析：1）金屬性Sr＜Ba，則堿性：Sr(OH)2＜Ba(OH)2，鍶的化學(xué)性質(zhì)與鈣和鋇類似，是因同一主族元素，原子最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)越多，原子半徑越大，金屬性越強(qiáng)，則最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性越強(qiáng)；

（2）用含SrSO4和少量BaSO4、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2的天青石制備SrCO3，工藝流程如下（部分操作和條件略）：

Ⅰ．相同溫度時(shí)溶解度SrCO3＜SrSO4，溶解度大的物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為溶解度小的物質(zhì)，所以將天青石礦粉和Na2CO3溶液充分混合，發(fā)生的反應(yīng)為SrSO4+Na2CO3=SrCO3+Na2SO4，然后過(guò)濾；

Ⅱ．濾渣含有SrCO3、BaSO4、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2，將濾渣溶于鹽酸，能和稀鹽酸反應(yīng)的物質(zhì)有碳酸鹽、金屬氧化物，然后過(guò)濾；

Ⅲ．向Ⅱ所得濾液中加入濃硫酸，能和濃硫酸反應(yīng)的為鋇離子，生成硫酸鋇沉淀，然后過(guò)濾；

Ⅳ．向Ⅲ所得濾液中先加入次氯酸，次氯酸具有強(qiáng)氧化性，能將亞鐵離子氧化生成鐵離子，充分反應(yīng)后再用氨水調(diào)pH約為7，根據(jù)生成氫氧化物沉淀pH知，得到的沉淀是Fe(OH)3、Al(OH)3，然后過(guò)濾；

Ⅴ．向Ⅳ所得濾液中加入稍過(guò)量NH4HCO3，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成沉淀SrCO3，充分反應(yīng)后，過(guò)濾，將沉淀洗凈，烘干，得到SrCO3，

①I中只有SrSO4與碳酸鈉溶液反應(yīng)，反應(yīng)為SrSO4+Na2CO3=SrCO3+Na2SO4；

②由物質(zhì)的溶解性可知，只有碳酸鹽和金屬氧化物與鹽酸反應(yīng)，則SrCO3、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3均與鹽酸反應(yīng)，

③由生成氫氧化物沉淀的pH可知，Ⅳ的目的是將Fe2+氧化為Fe3+，使Fe3+和Al3+沉淀完全；

④a、分析過(guò)程可知該工藝產(chǎn)生的廢液含較多的NH4+、Na+、SO42-、Cl-，故a正確；

b、Ⅰ．將天青石礦粉和碳酸鈉溶液混合后充分反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)SrSO4+Na2CO3=SrCO3+Na2SO4過(guò)濾不能除去二氧化硅，Ⅱ．向?yàn)V渣中加入足量鹽酸充分反應(yīng)，過(guò)濾，二氧化硅不溶于鹽酸，過(guò)濾除去，故b錯(cuò)誤；

c、在這時(shí)候氫氧化鍶與碳酸氫銨反應(yīng)時(shí)會(huì)有一個(gè)副反應(yīng)生成的一水合氨與碳酸氫銨的反應(yīng)，浪費(fèi)了一部分碳酸氫銨，如果加入溶液不會(huì)影響反應(yīng)過(guò)程但是會(huì)稀釋一水合氨的濃度，使得副反應(yīng)更慢、占的比例從而更少，也就是提高了碳酸氫銨的利用率，故c正確；

故選ac。