碳酸锶(SrCO3)为白色,难溶于水的固体,在电子工业中有泛应用。一种由天青石精矿(含SrSO4)制备高纯SrCO3的方法如下:
天青石精矿碳化剂过滤粗SrCO3精制含Sr2+溶液碳化剂过滤高纯SrCO3
已知:
ⅰ.BaSO4、SrCO3、BaCO3和SrSO4均难溶于水,在相同温度下的溶解度(S)关系如下:S(BaSO4)≈S(SrCO3)<S(BaCO3)<S(SrSO4)
ⅱ.几种氢氧化物在不同温度下的溶解度:
碳化剂
过滤
精制
碳化剂
过滤
![]() |
20 | 40 | 60 | 80 | 90 | 100 |
Sr(OH)2 | 1.77 | 3.95 | 8.42 | 20.2 | 44.5 | 91.2 |
Ba(OH)2 | 3.89 | 8.22 | 20.94 | 101.4 | - | - |
Ca(OH)2 | 0.173 | 0.141 | 0.121 | 0.094 | 0.086 | 0.076 |
①碳化剂一般选择Na2CO3溶液或(NH4)2CO3溶液。写出SrSO4转化为SrCO3的离子方程式:
SrSO4(s)+CO32-(aq)⇌SrCO3(s)+SO42-(aq)
SrSO4(s)+CO32-(aq)⇌SrCO3(s)+SO42-(aq)
。②实验发现,当温度和碳化剂的物质的量浓度均相同时,SrSO4在Na2CO3溶液中的转化速率大于在(NH4)2CO3溶液中的。从盐类水解的角度解释其原因是
Na2CO3溶液中存在CO32-的水解,而(NH4)2CO3溶液中铵根离子和碳酸根离子的水解相互促进,导致温度和浓度均相同时,前者碳酸根离子的浓度大于后者
Na2CO3溶液中存在CO32-的水解,而(NH4)2CO3溶液中铵根离子和碳酸根离子的水解相互促进,导致温度和浓度均相同时,前者碳酸根离子的浓度大于后者
。(2)含Sr2+溶液的精制
ⅰ.将粗SrCO3溶解于适量盐酸中,过滤得到滤液(金属阳离子有:Sr2+、Ba2+、Mg2+和Ca2+);
ⅱ.加NaOH溶液调节上述滤液pH至12~13.过滤得到滤液X和滤渣A;
ⅲ.将滤液X置于90~95℃的水浴中加热,生成白色沉淀B,趁热过滤弃去沉淀,得到滤液Y,并将ⅱ中的滤渣A重新投入滤液Y中浸泡(保持温度为90~95℃);
ⅳ.重复ⅱ和ⅲ3~4次,最后得到热的滤液Z;
ⅴ.趁热向滤液Z中加入适量稀硫酸,过滤得到精制含Sr2+溶液。
①滤渣A中含有Sr(OH)2和
Ca(OH)2和Mg(OH)2
Ca(OH)2和Mg(OH)2
。②白色沉淀B的主要成分是
Ca(OH)2
Ca(OH)2
。③ⅳ的目的是
Sr(OH)2在90℃时易溶于水,产生的OH-可以结合滤液中的Ca2+生成Ca(OH)2沉淀,提高Ca2+的去除率,同时减少Sr2+的损失
Sr(OH)2在90℃时易溶于水,产生的OH-可以结合滤液中的Ca2+生成Ca(OH)2沉淀,提高Ca2+的去除率,同时减少Sr2+的损失
。④ⅴ中反应的离子方程式是
Ba2++SO42-=BaSO4↓,H++OH-=H2O
Ba2++SO42-=BaSO4↓,H++OH-=H2O
。【考点】制备实验方案的设计.
【答案】SrSO4(s)+CO32-(aq)⇌SrCO3(s)+SO42-(aq);Na2CO3溶液中存在CO32-的水解,而(NH4)2CO3溶液中铵根离子和碳酸根离子的水解相互促进,导致温度和浓度均相同时,前者碳酸根离子的浓度大于后者;Ca(OH)2和Mg(OH)2;Ca(OH)2;Sr(OH)2在90℃时易溶于水,产生的OH-可以结合滤液中的Ca2+生成Ca(OH)2沉淀,提高Ca2+的去除率,同时减少Sr2+的损失;Ba2++SO42-=BaSO4↓,H++OH-=H2O
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:35引用:1难度:0.4
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(1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
(2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
(3)根据下表数据:氢氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
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Fe3+已经除尽的试剂是
(4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
(5)煅烧A的反应方程式是
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