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 Ca 和Ba同属于同族。

（1）Sr 的原子序数是 ，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Na2CO3溶液充分混合，过滤；

II．将滤渣溶于盐酸，过滤；

III．向Ⅱ所得滤液中加入浓硫酸，过滤；

IV．向Ⅲ所得滤液中先加入次氯酸，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NH4HCO3，充分反应后，过滤，将沉淀洗净，烘干，得到SrCO3。

已知：i．相同温度时的Ksp ：BaSO4＜SrCO3＜SrSO4＜CaSO4

ii．生成氢氧化物沉淀的pH

已知氢氧化亚铁的溶度积为1×10—15则Fe2+完全沉淀的pH值为 （完全沉淀时Fe2+的浓度小于1×10—5）

①I中，反应的化学方程式是 。

②II中，能与盐酸反应溶解的物质有 。

③加入次氯酸的有关离子方程式为 ；IV加入氨水的目的是 。

④下列关于该工艺流程的说法正确的是 。

a．该工艺产生的废液含较多的Na+ 、Cl- 、SO42-

b．V中反应时，升高温度一定可以提高SrCO3的生成速率

c．V中反应时，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，原子最外层电子数相同，电子层数越多，原子半径越大，金属性越强，则最高价氧化物对应的水化物的酸性越强；

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

【解析】

试题分析：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，电子层数越多，原子半径越大，金属性越强，则最高价氧化物对应的水化物的酸性越强；

（2）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．相同温度时溶解度SrCO3＜SrSO4，溶解度大的物质能转化为溶解度小的物质，所以将天青石矿粉和Na2CO3溶液充分混合，发生的反应为SrSO4+Na2CO3=SrCO3+Na2SO4，然后过滤；

Ⅱ．滤渣含有SrCO3、BaSO4、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2，将滤渣溶于盐酸，能和稀盐酸反应的物质有碳酸盐、金属氧化物，然后过滤；

Ⅲ．向Ⅱ所得滤液中加入浓硫酸，能和浓硫酸反应的为钡离子，生成硫酸钡沉淀，然后过滤；

Ⅳ．向Ⅲ所得滤液中先加入次氯酸，次氯酸具有强氧化性，能将亚铁离子氧化生成铁离子，充分反应后再用氨水调pH约为7，根据生成氢氧化物沉淀pH知，得到的沉淀是Fe(OH)3、Al(OH)3，然后过滤；

Ⅴ．向Ⅳ所得滤液中加入稍过量NH4HCO3，发生复分解反应生成沉淀SrCO3，充分反应后，过滤，将沉淀洗净，烘干，得到SrCO3，

①I中只有SrSO4与碳酸钠溶液反应，反应为SrSO4+Na2CO3=SrCO3+Na2SO4；

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-，故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+Na2CO3=SrCO3+Na2SO4过滤不能除去二氧化硅，Ⅱ．向滤渣中加入足量盐酸充分反应，过滤，二氧化硅不溶于盐酸，过滤除去，故b错误；

c、在这时候氢氧化锶与碳酸氢铵反应时会有一个副反应生成的一水合氨与碳酸氢铵的反应，浪费了一部分碳酸氢铵，如果加入溶液不会影响反应过程但是会稀释一水合氨的浓度，使得副反应更慢、占的比例从而更少，也就是提高了碳酸氢铵的利用率，故c正确；

故选ac。