Question

（14分）碳酸锶广泛应用于电子工业。以天青石（主要成分为SrSO₄）为基本原料制备碳酸锶。

（1）碳还原法制备。

①已知：SrSO₄(s) + 4C(s) 4CO(g) + SrS(s)   △H = +akJ·mol^-1     

SrSO₄(s)+ 2C(s)2CO₂(g) + SrS(s)   △H=+bkJ·mol^-1     

则：反应C(s) +CO₂(g)2CO(g)的△H= ___________kJ·mol^-1。

②SrS是强碱弱酸盐，热水中发生水解的化学反应方程式为_______________________。

③水解所得Sr(OH) ₂与NH₄HCO₃按照物质的量比1:1投料制备SrCO₃，则化学反应方程式为__________________________________________________。

（2）湿法制备。（已知：K_sp（SrSO₄）=3.2×10^-7，K_sp（SrCO₃）=1.1×10^-10。）

①将天青石矿粉与Na₂CO₃溶液搅拌混匀、加热，发生的离子反应方程式为： ____________。

②当转化完成时，混合液中c(CO₃^2-)= 1.0×10^-3mol/L，c(SO₄^2-)=______________mol/L。 

 

Answer 1

（1）① （2分）  ②2SrS+2H₂OSr(OH)₂+Sr(HS)₂（3分）

③Sr(OH)₂+NH₄HCO₃=SrCO₃+H₂O+NH₃·H₂O（3分）

（2）①SrSO₄ + CO₃^2-= SrCO₃ + SO₄^2-  （3分）     ②2.91（3分）

解析:（1）①考查盖斯定律的应用。将反应SrSO₄(s) + 4C(s) 4CO(g) + SrS(s)和SrSO₄(s)+ 2C(s)2CO₂(g) + SrS(s)相减即得到2C(s)+ 2CO₂(g)4CO(g)，所以C(s) + CO₂(g)2CO(g)的△H= kJ·mol^-1。

②强碱弱酸盐，水解显碱性，方程式为2SrS+2H₂OSr(OH)₂+Sr(HS)₂。

③根据原子守恒可知，反应式为Sr(OH)₂+NH₄HCO₃= SrCO₃+H₂O+NH₃·H₂O。

（2）①根据复分解反应的特点可知，方程式为SrSO₄ + CO₃^2- = SrCO₃ +SO₄^2- 。

②根据溶度积常数的表达式可知，c(CO₃^2-)︰c(SO₄^2-)＝K_sp（SrCO₃）︰K_sp（SrSO₄），代入有关数据即可得到c(SO₄^2-)＝2.91mol/L。