Question

【題目】天青石(主要含有SrSO4和少量CaCO3雜質(zhì))是獲取鍶元素的各種化合物的主要原料。回答下列問題(相關(guān)數(shù)據(jù)如下)：

溫度/℃	0	10	20	30	40	60	80	90	100
Sr(OH)2	0.91	1.25	1.77	2.64	3.95	8.42	20.2	44.5	91.2
ⅡA元素氫氧化物				Be(OH)2		Mg(OH)2	Ca(OH)2	Sr(OH)2	Ba(OH)2
25℃時(shí)飽和溶液濃度molL-1				8.00×10-6		5.00×10-4	2.00×10-2	6.00×10-2	2.00×10-1

I.(1)SrO2中氧元素的化合價(jià)為___。Sr(OH)2的堿性比Mg(OH)2的堿性___。(填“強(qiáng)”或“弱”)，25℃時(shí)Mg(OH)2的溶度積為___。

(2)工業(yè)上可以用SrO與鋁粉充分混合，在真空加熱反應(yīng)生成金屬鍶和3SrO8Al2O3，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式___。

Ⅱ.以天青石(主要含有SrSO4和少量CaCO3雜質(zhì))生產(chǎn)Sr(OH)2xH2O的工藝如下：

(3)濾渣2為混有CaCO3的SrCO3，寫出生成SrCO3的化學(xué)方程式___。

(4)加熱水浸固體3是為了獲得較為純凈的Sr(OH)2涪液，此時(shí)應(yīng)緩慢加熱使沉淀顆粒長大，有利于___。

(5)從趁熱過濾后的濾液中得到Sr(OH)2xH2O產(chǎn)品的步驟為降溫結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。為得到較大顆粒的Sr(OH)2xH2O晶體，可采用的方法是___(填一種)。

(6)取m g純凈Sr(OH)2xH2O產(chǎn)品溶于水，加入過量純堿溶液后過濾、洗滌、干燥后，得到n g濾渣，則x=___(用含m、n的式子表示)。

Answer 1

【答案】-1 強(qiáng) 5.00×10-10 27SrO+16Al3SrO8Al2O3+24Sr SrSO4+2NH4HCO3=SrCO3↓+H2O+CO2↑+(NH4)2SO4 過濾分離 減慢冷卻結(jié)晶的速度

【解析】

天青石(主要成分SrSO4)粉碎后與NH4HCO3混合加熱，發(fā)生反應(yīng)有(NH4)2SO4和CO2、SrCO3，然后過濾，在濾渣中含有SrCO3，將其煅燒，反應(yīng)產(chǎn)生SrO，SrO與水反應(yīng)產(chǎn)生Sr(OH)2x H2O。據(jù)此解答。

I．(1)Sr的化合價(jià)為+2，SrO2中氧元素的化合價(jià)為-1；25℃時(shí)，飽和Sr(OH)2溶液的濃度大于Mg(OH)2的濃度，即Sr(OH)2溶液電離程度大、堿性強(qiáng)；25℃時(shí)Mg(OH)2的溶度積Ksp=c(Mg2+)×c2(OH-)=5.00×10-4×(2×5.00×10-4)2=5.00×10-10；

(2)SrO與鋁粉加熱反應(yīng)生成金屬鍶和3SrO8Al2O3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為27SrO+16Al 3SrO8Al2O3+24Sr；

II．(3)濾渣2混有SrCO3，則SrSO4和NH4HCO3反應(yīng)生成SrCO3的化學(xué)方程式為SrSO4+2NH4HCO3=SrCO3↓+H2O+CO2↑+(NH4)2SO4；

(4)加熱水浸固體3是為了獲得較為純凈的Sr(OH)2溶液，緩慢加熱有利于沉淀顆粒長大，便于過濾分離；

(5)從趁熱過濾后的濾液中得到Sr(OH)2xH2O產(chǎn)品的步驟為降溫結(jié)晶、過濾等。所以要得到較大顆粒的Sr(OH)2xH2O晶體，可減慢冷卻結(jié)晶的速度；

(6)將m g純凈Sr(OH)2·xH2O產(chǎn)品溶于水，加入過量純堿溶液，發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生SrCO3、NaOH，由Sr原子守恒得到關(guān)系式：Sr(OH)2xH2O～SrCO3，根據(jù)二者反應(yīng)關(guān)系式可知：每(122+18x)份Sr(OH)2xH2O反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生88份SrCO3，則m g Sr(OH)2xH2O反應(yīng)產(chǎn)生SrCO3的質(zhì)量為m(SrCO3)=×m g=n g，解得x=。