Question

元素鍶（Sr）位于周期表第5周期第IIA族。碳酸鍶（SrCO₃）被廣泛用于彩色電視機的陰極射線管。以天青石（主要成分為SrSO₄，含不溶性雜質）為原料制取高純碳酸鍶的“煅燒浸取法”部分工藝流程示意如下。

（1）寫出與元素鍶同族第3周期元素的原子結構示意圖：         。
（2）隔絕空氣高溫焙燒中，若0.5mol SrSO₄中只有S被還原，轉移了4mol電子。寫出該反應的化學方程式：                 。
（3）制取高純碳酸鍶過程中，常用乙醇胺（HOCH₂CH₂NH₂）作為CO₂吸收劑。乙醇胺水溶液顯弱堿性（與NH₃溶于水原理相似），原因是         （用離子方程式表示）。
（4）該流程中過濾2之后還有除雜等多步操作，其中最后兩步是           。
（5）“低溫濕法”是一種制取碳酸鍶的方法：將天青石粉末與碳酸鈉溶液混合，70^oC下加熱1～2h后，經一系列操作，得到碳酸鍶。主要反應為：
SrSO₄（s）+CO（aq）     SrCO₃（s）+SO（aq）
[已知：70^oC時，K_sp（SrSO₄）=3．3×10^－7，K_sq（SrCO₃）=1．1×10^－10]
上述反應的平衡常數K=                。
（6）通過“低溫濕法”得到的碳酸鍶純度較低，可能的原因是               （寫一種）。

Answer 1

（14分）（1）（2分）  
（2）SrSO₄+4CSrS+4CO↑（3分） 
（3）HOCH₂CH₂NH₂+H₂OHOCH₂CH₂NH₃⁺+OH^—（3分）  
（4）洗滌、烘干（2分）  
（5）3×10³（2分） 
（6）還含有天青石中原有的不溶性雜質（或SrSO₄(s)+CO₃^2—(aq)SrCO₃(s)+SO₄^2—(aq)是可逆反應，SrCO₃中必定混有SrSO₄）（2分）

試題分析：（1）第3周期第IIA族元素為鎂，核電荷數為+12，核外電子層結構為282；（2）根據題意可知，硫元素的化合價由+6降為—2，根據電子、原子守恒可知，該反應式為SrSO₄+4CSrS+4CO↑；（3）NH₃+H₂ONH₃?H₂ONH₄⁺+OH^—，由相似性可知，HOCH₂CH₂NH₂+H₂OHOCH₂CH₂NH₃⁺+OH^—；（4）過濾之后，需要洗滌沉淀，除去沉淀表面吸附的可溶物，然后再干燥，除去水分；（5）根據題意，K====3×10³；（6）SrSO₄(s)+CO₃^2—(aq)SrCO₃(s)+SO₄^2—(aq)是可逆反應，SrCO₃中必定混有SrSO₄等不溶性雜質。