Question

（12分）锶（₃₈Sr）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₂₀Ca和₅₆Ba同属于第ⅡA族。

（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．相同温度时的溶解度： BaSO₄＜SrCO₃＜SrSO₄＜CaSO₄

ⅱ．生成氢氧化物沉淀的pH

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

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                   。

③Ⅳ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NH₄⁺、Na⁺、Cl^-、SO₄^2-

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）< 同一主族元素，原子最外层电子数相同，原子核外电子层数逐渐增大，原子半径逐渐增大，原子失去电子的能力逐渐增强。

（2）① SrSO4+Na2CO3=SrCO3+Na2SO4

② SrCO3 BaCO3 FeO Fe2O3 Al2O3

③ 将Fe2+氧化为Fe3+，使Fe3+和Al3+沉淀完全

④ a c

【解析】

试题分析：（1）Ba、Sr在元素周期表中位于同一主族，由于同一主族的元素从上到下元素的金属性逐渐增强，所以元素最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强，因此碱性：Sr(OH)2> Ba(OH)2；用原子结构的观点解释其原因是同一主族元素，原子最外层电子数相同，原子核外电子层数逐渐增大，原子半径逐渐增大，原子失去电子的能力逐渐增强，所以元素最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强。（2）①天青石主要成分是SrSO4及少量BaSO4、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2。将天青石矿粉和Na2CO3溶液充分混合，根据复分解反应的规律：难溶性物质会发生反应，转化为更难溶的物质，二者会发生反应：SrSO4+Na2CO3=SrCO3+Na2SO4。②过滤，得到的滤渣中含有反应产生的SrCO3及BaSO4、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2。向滤渣中加入盐酸，SrCO3、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3都可以与盐酸发生反应。反应方程式是：SrCO3+2HCl=SrCl2+H2O+CO2↑；BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑；FeO+2HCl=FeCl2+H2O；Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O；BaSO4既不溶于水，也不溶于酸，SiO2是酸性氧化物，与盐酸不能反应，因此加入盐酸后，过滤得到的滤渣中含有BaSO4和SiO2。③在滤液中含有Fe2+，该离子有还原性，而ClO-有氧化性，二者会发生氧化还原反应，将Fe2+氧化为Fe3+，同时加入氨水调pH约为7，可以使Fe3+和Al3+沉淀完全；④该工艺中加入了Na2CO3溶液，引入了Na+，加入氨水会引入NH4+；加入盐酸又会引入Cl-。结合天青石主要成分是SrSO4，可知该工艺产生的废液含较多的NH4+、Na+、Cl-、SO42-，选项a正确；由于在相同温度时的溶解度： BaSO4＜SrCO3＜SrSO4＜CaSO4，所以Ⅴ中反应时，升高温度不一定可以提高SrCO3的生成速率，选项b错误；Ⅴ中反应时，加入NaOH溶液，可以使NH4HCO3电离产生更多的CO32-，因此就可以得到SrCO3。即加入NaOH溶液，可以提高NH4HCO3的利用率，选项c正确。

考点：考查物质制备的工艺流程的知识。