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 的原子序數是 ，堿性：Sr(OH)2 Ba(OH)2(填“＞”或“＜”)；鍶的化學性質與鈣和鋇類似，用原子結構的觀點解釋其原因是 。

（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，過濾；

II．將濾渣溶于鹽酸，過濾；

III．向Ⅱ所得濾液中加入濃硫酸，過濾；

IV．向Ⅲ所得濾液中先加入次氯酸，充分反應后再用氨水調pH約為7，過濾；

V．向Ⅳ所得濾液中加入稍過量NH4HCO3，充分反應后，過濾，將沉淀洗凈，烘干，得到SrCO3。

已知：i．相同溫度時的Ksp ：BaSO4＜SrCO3＜SrSO4＜CaSO4

ii．生成氫氧化物沉淀的pH

已知氫氧化亞鐵的溶度積為1×10—15則Fe2+完全沉淀的pH值為 （完全沉淀時Fe2+的濃度小于1×10—5）

①I中，反應的化學方程式是 。

②II中，能與鹽酸反應溶解的物質有 。

③加入次氯酸的有關離子方程式為 ；IV加入氨水的目的是 。

④下列關于該工藝流程的說法正確的是 。

a．該工藝產生的廢液含較多的Na+ 、Cl- 、SO42-

b．V中反應時，升高溫度一定可以提高SrCO3的生成速率

c．V中反應時，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，原子最外層電子數相同，電子層數越多，原子半徑越大，金屬性越強，則最高價氧化物對應的水化物的酸性越強；

（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，鍶的化學性質與鈣和鋇類似，是因同一主族元素，原子最外層電子數相同，電子層數越多，原子半徑越大，金屬性越強，則最高價氧化物對應的水化物的酸性越強；

（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．相同溫度時溶解度SrCO3＜SrSO4，溶解度大的物質能轉化為溶解度小的物質，所以將天青石礦粉和Na2CO3溶液充分混合，發生的反應為SrSO4+Na2CO3=SrCO3+Na2SO4，然后過濾；

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

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

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

Ⅴ．向Ⅳ所得濾液中加入稍過量NH4HCO3，發生復分解反應生成沉淀SrCO3，充分反應后，過濾，將沉淀洗凈，烘干，得到SrCO3，

①I中只有SrSO4與碳酸鈉溶液反應，反應為SrSO4+Na2CO3=SrCO3+Na2SO4；

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

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、分析過程可知該工藝產生的廢液含較多的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，發生反應SrSO4+Na2CO3=SrCO3+Na2SO4過濾不能除去二氧化硅，Ⅱ．向濾渣中加入足量鹽酸充分反應，過濾，二氧化硅不溶于鹽酸，過濾除去，故b錯誤；

c、在這時候氫氧化鍶與碳酸氫銨反應時會有一個副反應生成的一水合氨與碳酸氫銨的反應，浪費了一部分碳酸氫銨，如果加入溶液不會影響反應過程但是會稀釋一水合氨的濃度，使得副反應更慢、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。