Question

【题目】锶(Sr)元素广泛存在于矿泉水中，是一种人体必需的微量元素，在元素周期表中与钙和钡属于第ⅡA族元素。

(1)碱性：Sr(OH)2___Ba(OH)2(填“＜”或“＞”；锶的化学性质与钙和钡类似，用原子结构的观点解释其原因是___。

(2)碳酸锶是最重要的锶化合物。用含SrSO4和少量BaSO4、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2的天青石制备SrCO3，工艺流程如下(部分操作和条件略)：

Ⅰ.将天青石矿粉和碳酸钠溶液混合后充分反应，过滤；

Ⅱ.向滤渣中加入足量盐酸充分反应，过滤；

Ⅲ.向Ⅱ所得滤液中加入足量的稀硫酸，过滤；

Ⅳ.向Ⅲ所得滤液中先加入氯水，充分反应后再用氨水调pH约为7，过滤；

Ⅴ.向Ⅳ所得滤液中加入稍过量的碳酸氢铵溶液，充分反应后过滤，将沉淀洗净，烘干，得SrSO3。

已知：ⅰ.相同温度时溶解度：BaSO4＜SrCO3＜SrSO4＜CaSO4

ⅱ.生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示：

物质	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3
开始沉淀的pH	1.9	7.0	3.4
完全沉淀的pH	3.2	9.0	4.7

①步骤Ⅰ中，反应的化学方程式是______。为提高此步骤中锶的转化效果可以采取的措施有(任答两点即可)：______。

②步骤Ⅱ中，能与盐酸反应而溶解的物质有______。

③步骤Ⅳ的目的是_______。

④下列关于该工艺流程的说法正确的是________(填字母代号)。

a.该工艺产生的废液含较多的NH4+、Na+、SO42-、Cl-

b.SiO2在步骤Ⅰ操作时被过滤除去

c.步骤Ⅴ中反应时，加入NaOH溶液可以提高NH4HCO3的利用率

Answer 1

【答案】＜ 同一主族元素，原子最外层电子数相同 SrSO4+Na2CO3=SrCO3+Na2SO4 增加碳酸钠溶液的浓度，搅拌 SrCO3、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3 将Fe2+氧化为Fe3+，使Fe3+和Al3+沉淀完全 ac

【解析】

(1)同主族，最外层电子数相同，性质相似，从上到下金属性增强；

(2)①SrSO4与碳酸钠溶液反应，沉淀转化的实质是溶解平衡的移动，将天青石粉末与碳酸钠溶液的混合物在90℃时加热1～2 h，经过滤、洗涤，得到碳酸锶，说明碳酸锶的溶解度小于硫酸锶的溶解度；

②SrCO3、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3均与盐酸反应；

③先加入次氯酸，氧化亚铁离子，再用氨水调pH约为7，使铁离子、铝离子转化为沉淀。

(1)金属性Sr＜Ba，则碱性：Sr(OH)2＜Ba(OH)2，锶的化学性质与钙和钡类似，是因同一主族元素，原子最外层电子数相同；

(2)①I中只有SrSO4与碳酸钠溶液反应，反应为SrSO4+Na2CO3SrCO3+Na2SO4，增加碳酸钠溶液的浓度，平衡正向进行，在反应过程中不断搅拌可以提高反应的速率和效率；

②由物质的溶解性可知，只有碳酸盐和金属氧化物与盐酸反应，则SrCO3、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3均与盐酸反应；

③由生成氢氧化物沉淀的pH可知，Ⅳ的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，使Fe3+和Al3+沉淀完全；

④a.分析过程可知该工艺产生的废液含较多的NH4+、Na+、SO42-、Cl-，a正确；

b.I.将天青石矿粉和碳酸钠溶液混合后充分反应，发生反应SrSO4+Na2CO3SrCO3+Na2SO4，过滤不能除去不溶性SiO2，II.向滤渣中加入足量盐酸充分反应，过滤，SiO2不溶于盐酸，过滤除去，b错误；

c.此时Sr(OH)2与NH4HCO3反应时会有一个副反应：生成的NH3·H2O与NH4HCO3的反应，浪费了一部分NH4HCO3，如果加入溶液不会影响反应过程，但是会稀释NH3·H2O的浓度，使得副反应更慢、占的比例更少，也就是提高了NH4HCO3的利用率，c正确；

故合理选项是ac。