Question

实验室常以天青石（主要成分为硫酸锶，含不溶性杂质）为原料制备碳酸锶（SrCO₃）．试回答下列问题：
（1）将天青石矿和炭混合后，高温焙烧过程中的产物为SrS（可溶于水）和CO，试写出该反应过程的化学方程式：

 

．
（2）碳酸锶的另一种制备方法是用天青石和Na₂CO₃溶液混合浸泡制得，反应的离子方程式为SrSO₄+CO₃^2-?SrCO₃+SO₄^2-．
①若将Na₂CO₃换成（NH₄）₂CO₃，则SrCO₃的产率将降低，其原因是

 

．
②25℃时，对于浓度均为0.2mol?L^-1的NaHCO₃和Na₂CO₃溶液，下列判断中正确的是

 

．
A．均存在电离平衡和水解平衡
B．存在的粒子种类相同
C．溶液中阴离子的物质的量浓度之和：NaHCO₃溶液＞Na₂CO₃溶液
D．溶液中由水电离出的H⁺个数：Na₂CO₃溶液＞NaHCO₃溶液
（3）已知K_sp（SrSO₄）=3×10^-7，K_sp（SrCO₃）=3×10^-10，向1L SrCO₃的饱和溶液中加入Na₂SO₄固体，当开始产生沉淀时，所需Na₂SO₄的质量为

 

．（假设溶液体积保持不变）

Answer 1

考点：常见金属元素的单质及其化合物的综合应用

专题：元素及其化合物

分析：（1）由反应物、生成物及质量守恒定律分析；
（2）①Na₂CO₃换成（NH₄）₂CO₃，则SrCO₃的产率将降低，由SrSO₄+CO₃^2-?SrCO₃+SO₄^2-可知，与碳酸根离子浓度有关；
②A．任何溶液中均存在水的电离平衡，在水溶液中碳酸氢根存在电离平衡和水解平衡；
B．根据溶液中存在的微粒来回答；
C．碳酸根的水解程度大于碳酸氢根，水解规律：谁强显谁性；
D．碳酸氢根水解程度小；
（3）向1L SrCO₃的饱和溶液中加入Na₂SO₄固体，发生SrCO₃+SO₄^2-?SrSO₄+CO₃^2-，Qc＞Ksp生成沉淀．

解答： 解：（1）由反应物、生成物及质量守恒定律可知反应为4C+SrSO₄

高温  .

SrS+4CO↑，故答案为：4C+SrSO₄

高温  .

SrS+4CO↑；
（2）①当两者浓度相等时，Na₂CO₃溶液中c（CO₃^2-）大于（NH₄）₂CO₃溶液中c（CO₃^2-），则由SrSO₄+CO₃^2-?SrCO₃+SO₄^2-可知，SrCO₃的产率将降低，
故答案为：两者浓度相等时，Na₂CO₃溶液中c（CO₃^2-）大于（NH₄）₂CO₃溶液中c（CO₃^2-），；
②A．Na₂CO₃溶液中存在水的电离平衡和碳酸根的水解平衡，NaHCO₃在水溶液中存在碳酸氢根的电离平衡和水解平衡以及水的电离平衡，故A正确；
B．NaHCO₃和Na₂CO₃溶液中存在的微粒均为：碳酸根、碳酸氢根、氢氧根、氢离子、碳酸分子、水分子，存在的粒子种类相同，故B正确；
C．等浓度时碳酸根离子水解程度大，则溶液中阴离子的物质的量浓度之和为NaHCO₃溶液＜Na₂CO₃溶液，故C错误；
D．等浓度时碳酸根离子水解程度大，碱性强，对水的促进程度大，则溶液中由水电离出的H⁺个数：Na₂CO₃溶液＞NaHCO₃溶液，故D正确；
故答案为：ABD；
（3）由K_sp（SrCO₃）=3×10^-10可知c（Sr²⁺）=

3×10-10

，当开始产生沉淀时，发生SrCO₃+SO₄^2-?SrSO₄+CO₃^2-，Qc＞Ksp生成沉淀，c（SO₄^2-）=

3×10-7

3×10-10

mol/L，则所需Na₂SO₄的质量为1L×

3×10-7

3×10-10

mol/L×142g/mol=2.46g，故答案为：2.46g．

点评：本题考查金属及化合物的综合应用，为高频考点，把握氧化还原反应、盐类水解、溶度积的计算等为解答的关键，侧重分析与应用、计算能力的考查，题目难度不大．