Question

3．鍶（Sr）為第5周期ⅡA族元素．高純六水氯化鍶晶體（SrCl₂•6H₂O）具有很高的經濟價值，61℃時晶體開始失去結晶水，100℃時失去全部結晶水．用工業碳酸鍶粉末（含少量Ba、Fe的化合物等雜質）制備高純六水氯化鍶晶體的過程如如圖所示．

請回答下列問題：
（1）寫出“溶浸”環節中碳酸鍶發生反應的離子方程式SrCO₃+2H⁺═Sr²⁺+H₂O+CO₂↑
（2）“除雜”環節中，先加入適量A溶液和少量30%H₂O₂溶液，充分反應后，再調節溶液pH至8-10，過濾．
①A溶液的溶質是H₂SO₄（填化學式）；
②加入少量30%H₂O₂溶液的目的是使Fe²⁺氧化到Fe³⁺．
③調節溶液pH至8-10，宜選用的試劑為BD（填序號）．
A．氨水     B．氫氧化鍶粉末     C．氫氧化鈉     D．氧化鍶粉末
（3）步驟③需經過“洗滌，干燥”的操作，回答下列問題：
①洗滌氯化鍶晶體最好選用氯化鍶飽和溶液，其原因是既溶解晶體表面附著的雜質，又減少洗滌時氯化鍶因溶解造成的損失．
②工業上用熱風吹干六水氯化鍶，選擇的適宜溫度范圍是A（填字母）．
A．50～60℃B．70～80℃C．80～100℃D．100℃以上
（4）工業上常以天青石（主要成分為硫酸鍶，含不溶性雜質）為原料，采用以下方法制取碳酸鍶：將天青石粉末與碳酸鈉溶液的混合物在90℃時加熱1～2h，經過濾、洗滌，得到碳酸鍶．寫出該反應的離子方程式（不必標明反應條件）SrSO₄+CO₃^2-=SrCO₃+SO₄^2-．

Answer 1

分析 （1）根據碳酸鈣、碳酸鋇與鹽酸的反應可知，碳酸鍶與鹽酸反應生成氯化鍶、水、二氧化碳．碳酸鍶不溶于水，氯化鍶易溶于水；
（2）①②加入少量30% H₂O₂溶液目的是除去亞鐵離子，反應要在酸性溶液中進行；
③調節pH除去Fe³⁺等，不能引入雜質；
（3）①氯化鍶晶體在氯化鍶飽和溶液中的溶解度較小；
②由題中信息可知，當高于61℃時晶體會失去結晶水，故熱風吹干六水氯化鍶時溫度應低于61℃；
（5）根據題中信息，硫酸鍶能生成碳酸鍶，說明碳酸鍶的溶解度小于硫酸鍶，根據元素守恒和電荷守恒書寫反應的離子方程式．

解答 解：（1）碳酸鍶與鹽酸反應生成氯化鍶、水、二氧化碳．碳酸鍶不溶于水，氯化鍶易溶于水．反應離子方程式為：SrCO₃+2H⁺═Sr²⁺+H₂O+CO₂↑，
故答案為：SrCO₃+2H⁺═Sr²⁺+H₂O+CO₂↑；
（2）加入少量30% H₂O₂溶液目的是除去亞鐵離子，反應要在酸性條件下進行，所以
①A溶液的溶質是H₂SO₄，
故答案為：H₂SO₄；
②30% H₂O₂溶液能將Fe²⁺氧化到Fe³⁺，
故答案為：使Fe²⁺氧化到Fe³⁺；
③調節pH除去Fe³⁺等，要不能引入雜質，最好選用氫氧化鍶粉末或氧化鍶粉末；
故答案為：BD；
（3）①氯化鍶晶體在氯化鍶飽和溶液中的溶解度較小，洗滌氯化鍶晶體選用氯化鍶飽和溶液，既溶解晶體表面附著的雜質，又減少洗滌時氯化鍶因溶解造成的損失，
故答案為：既溶解晶體表面附著的雜質，又減少洗滌時氯化鍶因溶解造成的損失；
②由題中信息可知，當高于61℃時晶體會失去結晶水，故熱風吹干六水氯化鍶時溫度應低于61℃，
故答案為：A；
（4）工天青石（主要成分為硫酸鍶，含不溶性雜質）與碳酸鈉溶液的混合物在90℃時加熱1～2h，經過濾、洗滌，得到碳酸鍶，根據元素守恒和電荷守恒可知該反應的離子方程式為SrSO₄+CO₃^2-=SrCO₃+SO₄^2-，
故答案為：SrSO₄+CO₃^2-=SrCO₃+SO₄^2-．

點評 本題以氯化鍶的制備為載體，考查學生對工藝流程的理解、元素周期律、物質的分離提純、沉淀轉化等，綜合性較強，涉及的知識點多，難度中等，需要學生具備閱讀分析能力和靈活運用知識的解決問題能力．