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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,在元素周期表中与钙和...

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,在元素周期表中与钙和钡属于第ⅡA族元素。

(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BaSO4BaCO3FeOFe2O3Al2O3SiO2的天青石制备SrCO3,工艺流程如下(部分操作和条件略):

Ⅰ.将天青石矿粉和碳酸钠溶液混合后充分反应,过滤;

Ⅱ.向滤渣中加入足量盐酸充分反应,过滤;

Ⅲ.向Ⅱ所得滤液中加入足量的稀硫酸,过滤;

Ⅳ.向Ⅲ所得滤液中先加入氯水,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的碳酸氢铵溶液,充分反应后过滤,将沉淀洗净,烘干,得SrSO3

已知:ⅰ.相同温度时溶解度:BaSO4SrCO3SrSO4CaSO4

ⅱ.生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示:

物质

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Al(OH)3

开始沉淀的pH

1.9

7.0

3.4

完全沉淀的pH

3.2

9.0

4.7

 

①步骤Ⅰ中,反应的化学方程式是______。为提高此步骤中锶的转化效果可以采取的措施有(任答两点即可):______

②步骤Ⅱ中,能与盐酸反应而溶解的物质有______

③步骤Ⅳ的目的是_______

④下列关于该工艺流程的说法正确的是________(填字母代号)。

a.该工艺产生的废液含较多的NH4+Na+SO42-Cl-

b.SiO2在步骤Ⅰ操作时被过滤除去

c.步骤Ⅴ中反应时,加入NaOH溶液可以提高NH4HCO3的利用率

 

< 同一主族元素,原子最外层电子数相同 SrSO4+Na2CO3=SrCO3+Na2SO4 增加碳酸钠溶液的浓度,搅拌 SrCO3、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3 将Fe2+氧化为Fe3+,使Fe3+和Al3+沉淀完全 ac 【解析】 (1)同主族,最外层电子数相同,性质相似,从上到下金属性增强; (2)①SrSO4与碳酸钠溶液反应,沉淀转化的实质是溶解平衡的移动,将天青石粉末与碳酸钠溶液的混合物在90℃时加热1~2 h,经过滤、洗涤,得到碳酸锶,说明碳酸锶的溶解度小于硫酸锶的溶解度; ②SrCO3、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3均与盐酸反应; ③先加入次氯酸,氧化亚铁离子,再用氨水调pH约为7,使铁离子、铝离子转化为沉淀。 (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; (2)①I中只有SrSO4与碳酸钠溶液反应,反应为SrSO4+Na2CO3SrCO3+Na2SO4,增加碳酸钠溶液的浓度,平衡正向进行,在反应过程中不断搅拌可以提高反应的速率和效率; 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-,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+Na2CO3SrCO3+Na2SO4,过滤不能除去不溶性SiO2,II.向滤渣中加入足量盐酸充分反应,过滤,SiO2不溶于盐酸,过滤除去,b错误; c.此时Sr(OH)2与NH4HCO3反应时会有一个副反应:生成的NH3·H2O与NH4HCO3的反应,浪费了一部分NH4HCO3,如果加入溶液不会影响反应过程,但是会稀释NH3·H2O的浓度,使得副反应更慢、占的比例更少,也就是提高了NH4HCO3的利用率,c正确; 故合理选项是ac。
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考点分析:
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欧盟原定于201211日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暖,使得对如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。

(1)近年来,我国储氢纳米碳管研究取得重大进展,用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒(杂质),这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应的化学方程式为:

__C+__K2Cr2O7+____CO2↑+__K2SO4+__Cr2(SO4)3+_H2O

请完成并配平上述化学方程式。

(2)甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以COH2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)   △H1=-116 kJmol-1

①下列措施中有利于增大该反应的反应速率的是___

A.随时将CH3OH与反应混合物分离     B.降低反应温度

C.增大体系压强                       D.使用高效催化剂

②已知:CO(g)+O2(g)=CO2(g)  △H2=-283 kJmol-1

H2(g)+O2(g)=H2O(g)  △H3=-242 kJmol-1

则表示1 mol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式为___

③在容积为1 L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。如图是上述三种温度下不同的H2CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系。

请回答:

ⅰ)在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是______

ⅱ)利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K=___

(3)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10-9CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为7×10-4 mol/L,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为___

 

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某小组以CoCl36H2ONH4ClH2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄色晶体X。为确定其组成,进行如下实验。

①氨的测定:精确称取w g X,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用V1 mLc1 molL-1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶,用c2 molL-1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2 mL NaOH溶液。

②氯的测定:准确称取样品X,配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。

回答下列问题:

(1)装置中安全管的作用原理是___

(2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时,应使用______式滴定管,可使用的指示剂为_______

(3)样品中氨的质量分数表达式为_______

(4)测定氨前应该对装置进行气密性检验,若气密性不好测定结果将_____(填“偏高”或“偏低”)。

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(6)经测定,样品X中钴氨氯的物质的量之比为163,钴的化合价为_____,制备X的化学方程式为______X的制备过程中温度不能过高的原因是_____

 

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天青石(主要含有SrSO4和少量CaCO3杂质)是获取锶元素的各种化合物的主要原料。回答下列问题(相关数据如下):

温度/℃

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

A元素氢氧化物

Be(OH)2

Mg(OH)2

Ca(OH)2

Sr(OH)2

Ba(OH)2

25℃时饱和溶液浓度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中氧元素的化合价为___Sr(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性___。(填“强”或“弱”),25℃时Mg(OH)2的溶度积为___

(2)工业上可以用SrO与铝粉充分混合,在真空加热反应生成金属锶和3SrO8Al2O3,写出该反应的化学方程式___

Ⅱ.以天青石(主要含有SrSO4和少量CaCO3杂质)生产Sr(OH)2xH2O的工艺如下:

(3)滤渣2为混有CaCO3SrCO3,写出生成SrCO3的化学方程式___

(4)加热水浸固体3是为了获得较为纯净的Sr(OH)2涪液,此时应缓慢加热使沉淀颗粒长大,有利于___

(5)从趁热过滤后的滤液中得到Sr(OH)2xH2O产品的步骤为降温结晶、过滤、洗涤、干燥。为得到较大颗粒的Sr(OH)2xH2O晶体,可采用的方法是___(填一种)。

(6)取m g纯净Sr(OH)2xH2O产品溶于水,加入过量纯碱溶液后过滤、洗涤、干燥后,得到n g滤渣,则x=___(用含mn的式子表示)。

 

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运用化学反应原理知识研究如何利用COSO2等有重要意义。

(1)用CO可以合成甲醇,已知:

CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)   △H=-764.5 kJmol-1

CO(g)+O2(g)=CO2(g)   △H=-283.0 kJmol-1

H2(g)+O2(g)=H2O(l)     △H=-285.8kJmol-1

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)  △H=___kJmol-1

(2)下列措施中能够增大上述合成甲醇反应的反应速率的是___(填写序号)。

a.使用催化剂      b.降低反应温度

c.增大体系压强    d.不断将CH3OH从反应混合物中分离出来

(3)在一定压强下,容积为VL的容器中充入a mol CO2a mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醛,平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示。

P1___P2(填“大于”、“小于”或“等于”);

100℃时,该反应的化学平衡常数K=______

100℃,达到平衡后,保持压强P1不变的情况下,向容器中通入COH2CH3OH0.5a mol,则平衡___(填“向左”“不”或“想右”)移动。

(4)利用原电池原理,用SO2H2O来制备硫酸,该电池用多孔材料作电极,它能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触,请写出该电池的负极的电极反应式___

(5)Na2SO3溶液与CaCl2溶液混合会生成难溶的CaSO3(Ksp=3.1×10-7),现将等体积的CaCl2溶液与Na2SO3溶液混合,若混合前Na2SO3溶液的浓度为2×10-3 mol/L,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为______。用Na2SO3溶液充分吸收SO2NaHSO3溶液,然后电解该溶液,电解原理示意图如图2所示。请写出该电解池发生反应的化学方程式___

 

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把足量熟石灰放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq),下列叙述不正确的是(   

A.给溶液加热,Ca(OH)2的溶解度减小

B.向溶液中加入少量CaO充分反应后,恢复到原温度,溶液的pH升高

C.温度不变,向溶液中加入少量Na2CO3固体,充分反应后,Ksp[Ca(OH)2]不变

D.向溶液中加入少量的NaOH固体,Ca(OH)2固体增多

 

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