Question

高中化学工艺流程题求解。

锶（38 Sr）元素广泛存在于矿泉水中，是一种人体必需的微量元素，在元素周期表中与20Ca和56Ba同属于第ⅡA族。 （1）碱性：Sr(OH)2 Ba(OH)2（填“＞”或“＜”）；锶的化学性质与钙和钡类似，用原子结构的观点解释其原因是 。 （2）碳酸锶是最重要的锶化合物。用含SrSO4和少量BaSO4、BaCO3 、FeO 、Fe2O3、Al2O3 、SiO2的天青石制备SrCO3，工艺流程如下（部分操作和条件略）： Ⅰ．将天青石矿粉和Na2CO3溶液充分混合，过滤； Ⅱ．将滤渣溶于盐酸，过滤； Ⅲ．向Ⅱ所得滤液中加入浓硫酸，过滤； Ⅳ．向Ⅲ所得滤液中先加入次氯酸，充分反应后再用氨水调pH约为7，过滤； 物质 性质 Fe2S3、Al2S3 在水溶液中不存在 FeS 黑色，难溶于水，可溶于盐酸 CuS 黑色，难溶于水，难溶于盐酸Ⅴ．向Ⅳ所得滤液中加入稍过量NH4HCO3，充分反应后，过滤，将沉淀洗净，烘干，得到SrCO3。 已知：ⅰ．相同温度时的溶解度： BaSO4＜SrCO3＜SrSO4＜CaSO4 ⅱ．生成氢氧化物沉淀的pH ①Ⅰ中，反应的化学方程式是_________________
。 ②Ⅱ中，能与盐酸反应溶解的物质有__________________
。 ③Ⅳ的目的是_________________________
。 ④下列关于该工艺流程的说法正确的是
。 a．该工艺产生的废液含较多的NH4+、Na+ 、Cl- 、SO42- b．Ⅴ中反应时，升高温度一定可以提高SrCO3的生成速率 c．Ⅴ中反应时，加入溶液一定可以提高NH4HCO3的利用率
该溶液中 的
NO
2－ 完全转化为NH4NO3，需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2 L。（用含a代数式表示，计算结果保留整数） 物质 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀pH 1.9 7.0 3.4 完全沉淀pH 3.2 9.0 4.7
主要问④的c为什么对b为什么错。

Answer 1

b错在“一定”，虽然升高温度会加快速率，但加热后碳酸氢铵有分解趋向，如果温度过高那么反应速率会下降；
c对在这时候氢氧化锶与碳酸氢铵反应时会有一个副反应生成的一水合氨与碳酸氢铵的反应，浪费了一部分碳酸氢铵，如果加入溶液不会影响反应过程但是会稀释一水合氨的浓度，使得副反应更慢、占的比例从而更少，也就是提高了碳酸氢铵的利用率。

追问

再问下各离子浓度下降生成沉淀的反应不会变慢吗

追答

因为化学反应中沉淀、络合物生成的速率非常大，只要混合均匀基本就是电磁吸引立刻生效；
所以稀释离子浓度虽然减慢了生成沉淀的反应，但是实际观察的话以人类的时间理念完全可以忽略因此延长的时间。