锶(Sr)为第五周期第II A族元素。高纯六水氯化锶晶体(SrCl2·6H2O)具有很高的经济价值,用工业碳酸锶粉末(含少量钡、铁的化合物等杂质)制备高纯六水氯
题型:不详难度:来源:
锶(Sr)为第五周期第II A族元素。高纯六水氯化锶晶体(SrCl2·6H2O)具有很高的经济价值,用工业碳酸锶粉末(含少量钡、铁的化合物等杂质)制备高纯六水氯化锶晶体的过程如下图所示。
已知:SrCl2·6H2O 晶体在61℃时开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水。请回答: (1)操作①加快反应速率的措施有 (任写一种方法)。碳酸锶与盐酸反应的离子方程式为 。 (2)加入少量30% H2O2溶液的发生反应的离子方程式为 。 (3)步骤③中调节溶液pH至8—10,宜选用的试剂为_______(填序号): A.氨水 B.氢氧化钠 C. 氢氧化锶粉末 D.碳酸钠晶体 所得滤渣的主要成分是Fe(OH)3和 (填化学式)。 (4)工业上用热风吹干六水氯化锶,选择的适宜温度范围是 。 A.50~60℃ B.70~80℃ C.80~100℃ D.100℃以上 (5)若滤液中Ba2+ 浓度为1×10-5mol/L,依下表数据推算出滤液中Sr2+物质的量浓度不大于 mol/L。
| SrSO4
| BaSO4
| Sr(OH)2
| Ksp
| 3.3×10—7
| 1.1×10—10
| 3.2×10—4
| |
答案
(16分) (1)(共5分)升高温度、或增大盐酸浓度、或充分搅拌等(合理均可,2分) SrCO3+2H+=Sr2++CO2↑+H2O (3分) (2)(共3分)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (3)(共4分)C(2分) BaSO4(2分) (4)(共2分) A (5)(共2分)0.03(或3×10-2) [计算过程:c(SO42-)=1.1×10-10÷10-5 mol•L-1=1.1×10-5 mol•L-1,c(Sr2+)=3.3×10-7÷1.1×10-5 mol•L-1=3×10-2 mol•L-1] |
解析
试题分析:(1)根据影响化学反应速率的因素,升高温度、或增大盐酸浓度、或充分搅拌等都能加快反应速率;盐酸的酸性比碳酸强,因此碳酸锶与盐酸能发生复分解反应,同主族元素具有相似性,镁、钙、锶、钡都是第IIA族,碳酸镁微溶、碳酸钙难溶、碳酸钡难溶,由此推断碳酸锶难溶于水,应保留化学式,则该反应为SrCO3+2H+=Sr2++CO2↑+H2O; (2)铁的化合物溶于盐酸时可能生成亚铁离子和铁离子,双氧水具有强氧化性,是绿色氧化剂,可以将亚铁离子氧化为铁离子,即2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++H2O,便于除铁; (3)氨水与氢离子容易结合成铵根离子,虽然能消耗氢离子,升高溶液的pH,但是引入的铵根离子是新的杂质,故A选项错误;氢氧化钠也能消耗氢离子,达到调节溶液pH的目的,但是引入的钠离子是新的杂质,故B选项错误;氢氧化锶能消耗氢离子,将溶液pH调至8~10,且引入的锶离子是目标产物需要的离子,故C选项正确;碳酸钠能消耗氢离子,但是会引入钠离子,故D选项错误;由于钡的化合物溶于盐酸产生钡离子,加入过量硫酸时,硫酸根离子与钡离子结合生成硫酸钡沉淀,则滤渣的主要成分是氢氧化铁和硫酸钡; (4)由于SrCl2·6H2O 晶体在61℃时开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水,为了减少目标产物的损失,不能使温度达到61℃或61℃以上,故只有A选项正确; (5)由于BaSO4(s)Ba2++SO42—,Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)•c(SO42—),则滤液中c(SO42—)= 1.1×10—10÷1×10-5 mol/L =1.1×10—5mol/L,由于SrSO4(s)Ba2++SO42—,为了防止锶离子沉淀,则Qc(SrSO4)=c(Sr2+)•c(SO42—)≤Ksp(SrSO4),则滤液中c(Sr2+)≤3.3×10—7÷1.1×10-5 mol/L =3.0×10—2mol/L。 |
举一反三
下列有关海水综合利用的说法不正确是A.可用蒸馏或离子交换等方法淡化海水 | B.海水提溴只涉及物理变化 | C.利用海水可以制取金属Mg | D.开发海洋资源不能以牺牲环境为代价 |
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回收再利用锗产品加工废料,是生产GeO2的重要途径,其流程如下图。
(1)Ge2+与氧化剂H2O2反应生成Ge4+,写出该反应的离子方程式 。 (2)蒸馏可获GeCl4,在此过程中加入浓盐酸的原因是 。 (3)GeCl4水解生成GeO2·nH2O,化学方程式为 。温度对GeCl4的水解率产生的影响如图1所示,其原因是该水解反应ΔH 0(“>”或“<”)。为控制最佳的反应温度,实验时可采取的措施为 水浴。
A.用冰水混合物 B.49℃水浴 C.用冰盐水 (4)已知Ge的单质和化合物性质与Al的相似,试用离子方程式表示在pH>8的溶液中GeO2逐渐溶解时发生的反应 。 |
以地下卤水(主要含NaCl,还有少量Ca2+、Mg2+)为主要原料生产亚硫酸钠的新工艺如下,同时能得到用作化肥的副产品氯化铵。
已知以下四种物质的溶解度曲线图:
(1)“除杂”时,先加入适量石灰乳过滤除去Mg2+,再通入CO2并用少量氨水调节pH过滤除去Ca2+,“废渣”的主要成分为 、 。 (2)“滤渣1”的化学式为 。 (3)在“滤液1”中加入盐酸的目的是 。“滤渣2”的化学式为 。 (4)已知H2CO3和H2SO3的电离常数如下表,“通入SO2”反应的化学方程式为 。
物质
| 电离常数(25℃)
| H2CO3
| K1=4.4X10-7 K2=4.7X10-11
| H2SO3
| K1=1.23X10-2 K2=5.6X10-8
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硼酸(H3BO3)大量应用于玻璃制造行业,以硼镁矿(2MgO•B2O3•H2O、SiO2及少量Fe3O4、CaCO3、Al2O3)为原料生产硼酸的工艺流程如下:
已知:H3BO3在20℃、40℃、60℃、100℃时的溶解度依次为5.0g、8.7g、14.8g、40.2g。Fe3 +、Al3+、Fe2 +和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3. 2、5.2、9.7和12.4。 (1)由于矿粉中含CaCO3,“浸取”时容易产生大量泡沫使物料从反应器溢出,故应分批加入稀硫酸。该反应的化学方程式为 。 (2)“浸出液”显酸性,含H3BO3和Mg2+、SO42-,还含有Fe3 +、Fe2+、Ca2+、Al3+等杂质。“除杂”时向浸出液中依次加入适量H2O2和MgO,除去的杂质离子是 。H2O2的作用是 (用离子方程式表示)。 (3)“浸取”后,采用“热过滤”的目的是 。 (4)“母液”可用于回收硫酸镁,已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如下图,且溶液的沸点随压强增大而升高。为了从“母液”中充分回收MgSO4•H2O,应采取的措施是将“母液”蒸发浓缩, 。
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回收再利用锗产品加工废料,是生产GeO2的重要途径,其流程如下图:
(1)Ge2+与氧化剂H2O2反应生成Ge4+,写出该反应的离子方程式 。 (2)蒸馏可获得沸点较低的GeCl4,在此过程中加入浓盐酸的原因是 。实验室蒸馏操作时常用的玻璃仪器有:酒精灯、蒸馏烧瓶、 、 、接收管、锥形瓶等。 (3)GeCl4水解生成GeO2·nH2O,此过程用化学方程式可表示为 。 温度对GeCl4的水解率产生的影响如图1所示,其原因是 。 为控制最佳的反应温度,实验时可采取的措施为 (填序号)。
A.用冰水混合物 B.49℃水浴 C.用冰盐水 (4)结合Ge在元素周期表中的位置及“对角线”法则,分析GeO2溶解率随pH 变化的原因 ,用离子方程式表示pH>8时GeO2溶解率增大可能发生的反应 。
pH
| 4
| 5
| 6
| 7
| 8
| 9
| 溶解率/%
| 47.60
| 32.53
| 11.19
| 5.27
| 1.96
| 8.85
| |
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