Question

元素锶（Sr）位于周期表第5周期第IIA族。碳酸锶（SrCO₃）被广泛用于彩色电视机的阴极射线管。以天青石（主要成分为SrSO₄，含不溶性杂质）为原料制取高纯碳酸锶的“煅烧浸取法”部分工艺流程示意如下。

（1）写出与元素锶同族第3周期元素的原子结构示意图：          。

（2）隔绝空气高温焙烧中，若0.5mol SrSO₄中只有S被还原，转移了4mol电子。写出该反应的化学方程式：                  。

（3）制取高纯碳酸锶过程中，常用乙醇胺（HOCH₂CH₂NH₂）作为CO₂吸收剂。乙醇胺水溶液显弱碱性（与NH₃溶于水原理相似），原因是          （用离子方程式表示）。

（4）该流程中过滤2之后还有除杂等多步操作，其中最后两步是            。

（5）“低温湿法”是一种制取碳酸锶的方法：将天青石粉末与碳酸钠溶液混合，70^oC下加热1～2h后，经一系列操作，得到碳酸锶。主要反应为：

SrSO₄（s）+CO（aq）     SrCO₃（s）+SO（aq）

[已知：70^oC时，K_sp（SrSO₄）=3．3×10^－7，K_sq（SrCO₃）=1．1×10^－10]

上述反应的平衡常数K=                 。

（6）通过“低温湿法”得到的碳酸锶纯度较低，可能的原因是                （写一种）。

 

Answer 1

【答案】

（14分）（1）（2分）  

（2）SrSO₄+4CSrS+4CO↑（3分） 

（3）HOCH₂CH₂NH₂+H₂OHOCH₂CH₂NH₃⁺+OH^—（3分）  

（4）洗涤、烘干（2分）  

（5）3×10³（2分） 

（6）还含有天青石中原有的不溶性杂质（或SrSO₄(s)+CO₃^2—(aq)SrCO₃(s)+SO₄^2—(aq)是可逆反应，SrCO₃中必定混有SrSO₄）（2分）

【解析】

试题分析：（1）第3周期第IIA族元素为镁，核电荷数为+12，核外电子层结构为282；（2）根据题意可知，硫元素的化合价由+6降为—2，根据电子、原子守恒可知，该反应式为SrSO₄+4CSrS+4CO↑；（3）NH₃+H₂ONH₃•H₂ONH₄⁺+OH^—，由相似性可知，HOCH₂CH₂NH₂+H₂OHOCH₂CH₂NH₃⁺+OH^—；（4）过滤之后，需要洗涤沉淀，除去沉淀表面吸附的可溶物，然后再干燥，除去水分；（5）根据题意，K====3×10³；（6）SrSO₄(s)+CO₃^2—(aq)SrCO₃(s)+SO₄^2—(aq)是可逆反应，SrCO₃中必定混有SrSO₄等不溶性杂质。

考点：考查物质结构和元素周期表、氧化还原反应、离子方程式、混合物的分离和提纯、溶度积和化学平衡常数的计算、沉淀的转化等相关知识。