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，在元素周期表中與鈣和鋇屬于第ⅡA族元素。

(1)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.將天青石礦粉和碳酸鈉溶液混合后充分反應(yīng)，過濾；

Ⅱ.向濾渣中加入足量鹽酸充分反應(yīng)，過濾；

Ⅲ.向Ⅱ所得濾液中加入足量的稀硫酸，過濾；

Ⅳ.向Ⅲ所得濾液中先加入氯水，充分反應(yīng)后再用氨水調(diào)pH約為7，過濾；

Ⅴ.向Ⅳ所得濾液中加入稍過量的碳酸氫銨溶液，充分反應(yīng)后過濾，將沉淀洗凈，烘干，得SrSO3。

已知：ⅰ.相同溫度時溶解度：BaSO4＜SrCO3＜SrSO4＜CaSO4

ⅱ.生成氫氧化物沉淀的pH如下表所示：

物質(zhì)	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3
開始沉淀的pH	1.9	7.0	3.4
完全沉淀的pH	3.2	9.0	4.7

①步驟Ⅰ中，反應(yīng)的化學(xué)方程式是______。為提高此步驟中鍶的轉(zhuǎn)化效果可以采取的措施有(任答兩點即可)：______。

②步驟Ⅱ中，能與鹽酸反應(yīng)而溶解的物質(zhì)有______。

③步驟Ⅳ的目的是_______。

④下列關(guān)于該工藝流程的說法正確的是________(填字母代號)。

a.該工藝產(chǎn)生的廢液含較多的NH4+、Na+、SO42-、Cl-

b.SiO2在步驟Ⅰ操作時被過濾除去

c.步驟Ⅴ中反應(yīng)時，加入NaOH溶液可以提高NH4HCO3的利用率

Answer 1

【答案】＜ 同一主族元素，原子最外層電子數(shù)相同 SrSO4+Na2CO3=SrCO3+Na2SO4 增加碳酸鈉溶液的濃度，攪拌 SrCO3、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3 將Fe2+氧化為Fe3+，使Fe3+和Al3+沉淀完全 ac

【解析】

(1)同主族，最外層電子數(shù)相同，性質(zhì)相似，從上到下金屬性增強；

(2)①SrSO4與碳酸鈉溶液反應(yīng)，沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是溶解平衡的移動，將天青石粉末與碳酸鈉溶液的混合物在90℃時加熱1～2 h，經(jīng)過濾、洗滌，得到碳酸鍶，說明碳酸鍶的溶解度小于硫酸鍶的溶解度；

②SrCO3、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3均與鹽酸反應(yīng)；

③先加入次氯酸，氧化亞鐵離子，再用氨水調(diào)pH約為7，使鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為沉淀。

(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；

(2)①I中只有SrSO4與碳酸鈉溶液反應(yīng)，反應(yīng)為SrSO4+Na2CO3SrCO3+Na2SO4，增加碳酸鈉溶液的濃度，平衡正向進行，在反應(yīng)過程中不斷攪拌可以提高反應(yīng)的速率和效率；

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.分析過程可知該工藝產(chǎn)生的廢液含較多的NH4+、Na+、SO42-、Cl-，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+Na2CO3SrCO3+Na2SO4，過濾不能除去不溶性SiO2，II.向濾渣中加入足量鹽酸充分反應(yīng)，過濾，SiO2不溶于鹽酸，過濾除去，b錯誤；

c.此時Sr(OH)2與NH4HCO3反應(yīng)時會有一個副反應(yīng)：生成的NH3·H2O與NH4HCO3的反應(yīng)，浪費了一部分NH4HCO3，如果加入溶液不會影響反應(yīng)過程，但是會稀釋NH3·H2O的濃度，使得副反應(yīng)更慢、占的比例更少，也就是提高了NH4HCO3的利用率，c正確；

故合理選項是ac。