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解答题-工业流程题 较难0.4 引用1 组卷178
锶(Sr)是第五周期IIA族元素。自然界中的锶存在于天青石中，天青石的主要成分为SrSO4和少量CaSO4、BaSO4。以天青石为原料制备高纯SrCO3需要两个步骤。
[步骤一]从天青石到粗SrCO3：

已知：i． Ca、Sr、Ba硫化物( MS)和硫氢化物[ M( HS)2]均易溶于水，
ii．20℃时，Sr(OH)2、Ba(OH)2、Ca(OH)2的溶解度(单位为g)分别为1.77、3. 89、0.173；80℃时，Sr(OH)2、 Ba(OH)2、Ca(OH)2的溶解度(单位为g)分别为20. 2、101.4、0.094。
(1)焙烧过程中SrSO4转化为SrS的化学方程式是___________。
(2)浸取时发生反应：2MS+2H2OM( HS)2+M(OH)2(M=Ca、Sr、Ba)。使用热水有利于提高平衡转化率，原因是___________。
(3)滤渣1的主要成分是___________(写化学式)。
[步骤二]粗SrCO3转化为高纯SrCO3：
(4)粗SrCO3中的杂质是BaCO3.有同学提出在实验室可以将粗SrCO3产物溶于酸，再加入Na2SO4溶液实现Sr和Ba的分离。设Ba2+完全沉淀时c(Ba2+)= 10-5mol·L-1，则溶液中c(Sr2+)一定不大于___________。该方案___________(填“合理”或者“不合理”)。[Ksp( BaSO4)= 1.1×10-10，Ksp(SrSO4)= 3.3×10-7]
(5)实际的工业除杂和转化流程如下图所示：

已知：i．溶液中存在 +H2O2+2H+，具有强氧化性。
ii． Cr( OH)3的性质类似Al( OH)3，Ksp[ Cr(OH)3]=1×10-31。
①若酸溶过程中H+过量太多，则除钡过程中Ba2+去除率会下降，请从化学平衡移动角度解释原因___________。
②还原过程中草酸(H2C2O4)发生反应的离子方程式为___________。
③为除铬，向溶液D中加入NH3·H2O调节pH为7~8。此过程不调节pH为13的原因是___________。
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知识点：化学平衡的移动及其影响因素溶度积常数相关计算物质分离、提纯综合应用 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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实验室以天青石精矿(主要含SrSO4，还含有少量SiO2、CaSO4、BaSO4)为原料制取SrSO4，其实验流程如下：

(1)室温下，反应SrSO4(s)＋CO (aq) SrCO3(s)＋SO (aq)达到平衡，则反应的平衡常数为____[Ksp(SrSO4)＝3.2×10−7，Ksp(SrCO3)＝5.6×10−10]。
(2)浸取天青石精矿时，向NH4HCO3溶液中加入适量浓氨水的目的是____。“浸取Ⅰ”的条件是温度在60~70℃、搅拌、反应3小时，温度过高将会导致SrSO4的转化率下降，其原因是____。
(3) “焙烧”所得SrO粗品用蒸馏水多次浸取得Sr(OH)2溶液。判断SrO粗品已经浸取完全的方法：____。
(4) “沉淀”过程中除得到SrSO4外，还得到一种可循环利用的物质，该物质为____。
(5)将SrSO4与煤粉按照一定比例混合后煅烧得到一种黑灰(SrS)。
①写出生成SrS的化学反应方程式：____。
②设计以黑灰为原料，制取SrSO4的实验方案：____。
(已知：SrS易溶于水，易水解。水浸时的浸取率随温度变化如下图。实验中锶元素需充分转化SrSO4，必须使用的试剂：蒸馏水、3mol·L－1H2SO4和NaOH溶液)。
碳酸锶纯品是重要的无机化工产品。一种利用含锶矿渣(主要成分为SrSO4，还含有少量CaCO3和FeO)生产高纯碳酸锶的流程如图：

已知：①Ksp(SrSO4)=3.2×10-7，Ksp(SrCO3)=1.6×10-10
②Sr(OH)2、Ca(OH)2在不同温度下的溶解度表(g/100mLH2O)
温度/℃02040608090100
Ca(OH)20.190.170.140.120.090.080.07
Sr(OH)20.911.773.958.4220.2044.5091.20
③“除钙”时，控制溶液温度95℃~100℃，向滤液中加入NaOH溶液，调节pH≥12，趁热过滤得Ca(OH)2沉淀。
(1)浸泡后所得滤液中c(CO)=2.0×10-3mol•L-1，则c(SO)=_____。
(2)“氧化”反应的离子反应方程式为_____。
(3)“沉铁”反应的离子反应方程式为_____。
(4)“沉锶”也可以使用Na2CO3溶液，但使用Na2CO3溶液可能会生成杂质。使用Na2CO3溶液可能会生成杂质及原因是_____。
碳酸锶是重要的化工基础原料，由工业级硝酸锶(含有Ba2+、Ca2+、Mg2+等杂质)制备分析纯碳酸锶的工艺流程如下：

已知：①BaCrO4不溶于水，在水溶液中Cr2O72-与Ba2+不能结合。
②常温下，各物质的溶积常数如下表所示：
化合物Ca(OH)2CaC2O4Mg(OH)2MgC2O4Cr(OH)3
Ksp近似值5.0×10-62.2×10-95.6×10-124.8×10-610-30

(1)“除钡”过程中CrO42-在不同pH时的利用率随时间变化曲线如下图所示，根据图像分析“除钡”过程中需要调节pH=7.5的原因_______________________________。
                                           
(2)“还原”过程中，应先调节pH=1.0，再加入草酸，加入草酸时发生反应的离子方程式为_____________________________。
(3)“滤渣Ⅱ”的主要成分为________________。
(4)“除Ca2+、Mg2+”后得到的滤液中除含有Sr(NO3)2外还含有过量的NH3·H2O，则“成盐”过程中发生反应的离子方程式为__________________________。
(5)“粗品SrCO3”烘干过程中除去的主要杂质为_____________________。
(6)在“中和、沉淀”步骤中，假定开始Cr3＋，Zn3+浓度为0.1mol/L，调节至pH为_______时，铬开始沉淀；继续加碱调节至pH为_____时，铬刚好完全沉淀(离子浓度小于1×10-6mol/L时，即可认为该离子沉淀完全)。

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