Question

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。请回答下列问题：

(1)利用焰色反应可以定性鉴别某些金属盐。灼烧SrSO₄时，锶的焰色为_____(填标号)。       A．洋红色      B．浅紫色       C．黄绿色        D．淡蓝色

(2)硫化锶(SrS)可用作发光涂料的原料，SrSO₄和碳的混合粉末在隔绝空气下高温焙烧可生成硫化锶和一种还原性气体， 该反应的化学方程式____________________________。

(3)已知：25℃时，K _sp(SrSO₄)=3.2×10^-7，K _sp(SrCO₃)=1.1×10^-10。SrSO₄的粉末与Na₂CO₃溶液混合加热、充分搅拌可生成硫酸钠和碳酸锶，若转化完成时恢复到25℃，混合液中c(CO)=1.0×10^-3mol/L，则c(SO)=______________________。

(4)以天青石生产Sr(OH)₂·xH₂O的工艺如下：

已知： Sr(OH)₂ 、Ca(OH)₂在水中的溶解度如下表：

温度/(℃)	0	20	40	60	80	100
溶解度(g)	Sr(OH)2	0.91	1.77	3.95	8.42	20.2	91.2
Ca(OH)2	0.19	0.17	0.14	0.12	0.09	0.08

①滤渣2为混有CaCO₃的SrCO₃，写出反应1生成SrCO₃的化学方程式______________。

②固体3 “加热水浸”是为了获得较纯净的Sr(OH)₂溶液,此时应缓慢加热使沉淀颗粒长大,滤渣5的主要成分是______(填化学式),“趁热过滤”的目的是_________________________________。

③“操作6”主要有：________________、过滤、洗涤、干燥。

④取m g纯净Sr(OH)₂·x H₂O产品溶于水，加入过量Na₂CO₃溶液后过滤、洗涤、干燥后，得到n g滤渣，则x=__________(用含m、n的式子表示)。

Answer

A SrSO4+ 4CSrS+4CO↑ 2.9mol/L SrSO4 + 2NH4HCO3 = SrCO3↓+ H2O + CO2↑+ (NH4)2SO4 Ca(OH)2 防止Sr(OH)2结晶析出造成损失，提高产品纯度 降温结晶

【解析】

(1)锶的焰色反应为洋红色；

(2)根据题目信息写出化学方程式；

(3)=，带入数值进行计算；

(4)工业流程中反应1为用2NH4HCO3使SrSO4反应生成SrCO3，过滤后，滤渣2为混有CaCO3的SrCO3，煅烧后加热水浸，可以利用高温时Sr(OH)2和Ca(OH)2溶解度的不同将二者分离，据此进行解答。

(1)利用焰色反应可以定性鉴别某些金属盐，锶的焰色反应为洋红色；

(2)SrSO4和碳的混合粉末在隔绝空气下高温焙烧可生成硫化锶和一种还原性气体， 该反应的化学方程式为：SrSO4+ 4CSrS+4CO↑；

(3)由题意可知：=，当混合物中c(CO32-)=1.0×10-3mol/L，c(SO42-)==2.9mol/L；

(4)工业流程中反应1为用NH4HCO3使SrSO4反应生成SrCO3，过滤后，滤渣2为混有CaCO3的SrCO3，煅烧后加热水浸，可以利用高温时Sr(OH)2和Ca(OH)2溶解度的不同将二者分离；

①反应1的化学方程式为：SrSO4+2NH4HCO3=SrCO3↓+H2O+CO2↑+ (NH4)2SO4；

②固体3“加热水浸”是为了获得较纯净的Sr(OH)2溶液，由于Sr(OH)2溶解度随温度升高显著增大，“趁热过滤”的目的是防止Sr(OH)2结晶析出造成损失，提高产品纯度，而Ca(OH)2溶解度很小，受温度影响不明显，则滤渣5的主要成分是Ca(OH)2；

③操作6为了得到晶体，故应进行的操作是降温结晶、过滤、洗涤、干燥；

④由题意可知，滤渣为SrCO3，根据元素守恒，与的物质的量相同，可得：=，解得x=。