微專題17-金屬及其化合物制備流程(Sr)-備戰(zhàn)2022年高考化學(xué)考點(diǎn)微專題(原卷版)

微專題17金屬及其化合物制備流程（Sr）鍶:元素符號(hào)Sr，原子序數(shù)38，原子量87.62，外圍電子排布式5s2，位于第五周期第ⅡA族。一、物理性質(zhì)：Sr是一種銀白色有光澤的金屬質(zhì)軟，容易傳熱導(dǎo)電。密度2.54克/厘米3，熔點(diǎn)769℃，沸點(diǎn)1384℃。二、化學(xué)性質(zhì)：Sr化學(xué)性質(zhì)活潑，在空氣中加熱到熔點(diǎn)時(shí)即燃燒，呈紅色火焰，生成氧化鍶SrO，在加壓條件下跟氧氣化合生成過(guò)氧化鍶SrO2。跟鹵素、硫、硒等容易化合。加熱時(shí)跟氮化合生成氮化鍶Sr3N2。加熱時(shí)跟氫化合生成氫化鍶SrH2。跟鹽酸、稀硫酸劇烈反應(yīng)放出氫氣。常溫下跟水反應(yīng)生成氫氧化鍶和氫氣。三、用途：用于制造合金、光電管、照明燈。它的化合物用于制信號(hào)彈、煙火等。質(zhì)量數(shù)為90的鍶是一種放射性同位素，可做β射線的放射源，半衰期為25年，在醫(yī)學(xué)上有一定的應(yīng)用。在自然界主要以化合態(tài)存在，主要的礦石有天青石SrSO4，菱鍶礦SrCO3。鍶是堿土金屬中豐度最小的元素。1808年英國(guó)化學(xué)家戴維電解碳酸鍶時(shí)發(fā)現(xiàn)了金屬鍶。工業(yè)用電解熔融的氯化鍶制取鍶。*最后附鍶的化合物四、工業(yè)制備：工藝流程工業(yè)上將天青石加工成粗碳酸鍶或硫化鍶，再進(jìn)一步加工成其他的鍶化合物(見(jiàn)下圖)，有兩種加工方法。其中碳還原法工藝流程短、成本低，但天青石利用率低，產(chǎn)品質(zhì)量不易保證，并且廢氣污染嚴(yán)重。復(fù)分解法能克服碳還原法的缺點(diǎn)，但消耗酸、堿量較大。【專題精練】1．氯化鍶晶體在工業(yè)上常用作鋁的緩蝕劑。工業(yè)上一般用難溶于水的的碳酸鍶（SrCO3）為原料（含少量鋇和鐵的化合物等），制備高純六水氯化鍶晶體（SrCl2?6H2O）的過(guò)程為：已知：Ⅰ．SrCl2?6H2O晶體在61℃時(shí)開(kāi)始失去結(jié)晶水，100℃時(shí)失去全部結(jié)晶水；Ⅱ．有關(guān)氫氧化物開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如下表：氫氧化物Fe（OH）3Fe（OH）2開(kāi)始沉淀的pH1．56．5沉淀完全的pH3．79．7（1）操作①在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中常常把碳酸鍶粉碎并加以攪拌，其目的是。碳酸鍶與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________。（2）酸性條件下，加入30%H2O2溶液，將Fe2＋氧化成Fe3＋，其離子方程式為。能否用新制氯水代替雙氧水________（填“能”或“否”）。（3）在步驟②～③的過(guò)程中，將溶液的pH值由1調(diào)節(jié)至；宜用的試劑為_(kāi)______。A．1．5B．4C．9．7D．氧化鈉E．氫氧化鍶粉末F．碳酸鈉晶體G．氧化鍶粉末（4）操作③中所得濾渣的主要成分是__________（填化學(xué)式）。（5）工業(yè)上用50～60℃熱風(fēng)吹干六水氯化鍶，選擇該溫度的原因是__________。（6）步驟⑥中，洗滌氯化鍶晶體最好選用___________。A．水B．稀硫酸C．氫氧化鈉溶液D．氯化鍶飽和溶液2．高純硝酸鍶[Sr(NO3)2]可用于制作紅色煙火、光學(xué)玻璃、電子管陰極材料等。由工業(yè)級(jí)硝酸鍶(

含有硝酸鋇、硝酸鈣等雜質(zhì))提取高純硝酸鍶的流程如下:（1）濾液1中的主要溶質(zhì)是___________(填化學(xué)式)。（2）相對(duì)于水洗，濾渣1用濃硝酸洗滌的優(yōu)點(diǎn)是________________________________。（3）濾液2中過(guò)量的鉻酸洗液被N2H4還原產(chǎn)生Cr3+和一種不污染環(huán)境的氣體。該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________________________。（4）濾渣3的主要成分是_____(填化學(xué)式)；濾液3中c(Cr3+)=_____mol/L(常溫下Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31)。（5）操作X為_(kāi)____________；Sr(NO3)2·nH2O轉(zhuǎn)化為高純硝酸鍶的過(guò)程溫度要控制在100℃，目的是_________________。（6）為測(cè)定Sr(NO3)2·nH2O的數(shù)值n，將7.44gSr(NO3)2·nH2O晶體在100℃加熱至恒重為6.36g的高純硝酸鍶。計(jì)算得n=______(M[Sr(NO3)2]=

212g/mol)。EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT43．碳酸鍶(SrCO3)是一種重要的工業(yè)原料，廣泛用于生產(chǎn)鍶鐵氧體磁性材料。一種以菱鍶礦(含80~90%的SrCO3，少量MgCO3、CaCO3、BaCO3等)制備高純碳酸鍶的工藝流程如圖：Sr(OH)2在水中的溶解度見(jiàn)表溫度/℃10203040608090100溶解度/(g/100g)1.251.772.643.958.4220.244.591.2(1)菱鍶礦、焦炭混合粉碎的目的是_______。(2)“立窯煅燒”中SrCO3與焦炭反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______。進(jìn)行煅燒反應(yīng)的立窯襯里應(yīng)選擇_______(填“石英砂磚”或“堿性耐火磚”)。(3)“浸取”中用熱水浸取而不用冷水的原因是_______；濾渣1含有焦炭、Ca(OH)2和_______。(4)“濾液”經(jīng)_______、_______、過(guò)濾、洗滌、干燥等操作得到氫氧化鍶晶體(5)“沉鍶”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______。(6)鍶鐵氧體是由鍶和鐵的氧化物組成的復(fù)合磁性材料。某種鍶鐵氧體(xSrO?yFe2O3)中Sr和Fe的質(zhì)量比為0.13，則為_(kāi)______(取整數(shù))。EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT44．天青石(主要含有和少量雜質(zhì))是獲取鍶元素的各種化合物的主要原料。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)鍶與鈣在元素周期表中位于同一主族，其原子比鈣多一個(gè)電子層。①鍶在元素周期表中的位置是_______。②由元素周期律推測(cè)屬于_______(填“強(qiáng)堿”或“弱堿”)。(2)硫化鍶可用作發(fā)光涂料的原料，和碳的混合粉末在隔絕空氣下高溫焙燒可生成硫化鍶和一種還原性氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式_______(3)已知：時(shí)，的Ka1=4.3×10-7；Ka2=5.6×10-11；Ksp(SrCO3)=5.6×10-10。在含的的溶液中通入至的濃度為時(shí)，開(kāi)始沉淀，此時(shí)溶液的pH為_(kāi)______。(4)以天青石生產(chǎn)的工藝如下：已知：在水中的溶解度如下表：溫度/020406080100溶解度0.911.773.958.4220.291.20.190.170.140.120.090.08①寫出反應(yīng)1生成的化學(xué)方程式_______。②濾渣2為_(kāi)______。③固體3通過(guò)一系列的操作得到了較純凈的晶體，結(jié)合上圖中信息得知操作主要有：加入適量水，緩慢加熱至，_______、過(guò)濾、洗滌、干燥。④取純凈產(chǎn)品溶于水，加入過(guò)量溶液后過(guò)濾、洗滌、干燥后，得到ng濾渣，則x=_______(用含m、n的式子表示)。EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT45．氮化鍶()在工業(yè)上廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)熒光粉。已知鍶和鎂位于同主族且鍶比鎂活潑，鍶與氮?dú)庠诩訜釛l件下反應(yīng)產(chǎn)生氮化鍶，氮化鍶遇水劇烈反應(yīng)。某學(xué)習(xí)小組擬設(shè)計(jì)兩套方案制備氮化鍶并測(cè)定產(chǎn)品的純度。方案I：根據(jù)下列裝置制備氮化鍶：已知：實(shí)驗(yàn)室用飽和氯化銨溶液和亞硝酸鈉溶液共熱制備氮?dú)狻；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)氣流從左至右，選擇裝置并排序?yàn)開(kāi)______(用字母表示)。(2)寫出實(shí)驗(yàn)室制備N2的化學(xué)方程式：_______。(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)先點(diǎn)燃_______處酒精燈(填“A”或“D”)，一段時(shí)間后，點(diǎn)燃另一只酒精燈。方案II：某氮?dú)鈽悠房赡芎猩倭康腃O、CO2、O2等氣體雜質(zhì)，某同學(xué)設(shè)計(jì)如下裝置制備氮化鍶(各裝置盛裝足量試劑)。已知：醋酸二氨合亞銅溶液能定量吸收CO，但易被O2氧化，失去吸收CO能力；連苯三酚堿性溶液能定量吸收O2。(4)試管II、III、IV盛裝的試劑分別是_____(填標(biāo)號(hào))，裝置Ⅵ的作用是______。a.連苯三酚堿性溶液b.濃硫酸c.醋酸二氨合亞銅溶液測(cè)定產(chǎn)品純度：稱取9.0g方案II中所得產(chǎn)品，加入干燥的三頸瓶中，然后由恒壓漏斗加入蒸餾水，通入水蒸氣，將產(chǎn)生的氨全部蒸出，用的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液完全吸收(吸收液體體積變化忽略不計(jì))。從燒杯中量取的吸收液，用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)剩的HCl，到終點(diǎn)時(shí)消耗溶液(圖中夾持裝置略)(5)用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)剩的鹽酸時(shí)所選指示劑為_(kāi)______(填標(biāo)號(hào))。a.石蕊試液b.甲基橙c.酚酞試液(6)產(chǎn)品純度為_(kāi)______%(保留一位小數(shù))。(7)下列實(shí)驗(yàn)操作可能使氮化鍶()測(cè)定結(jié)果偏低的是_______(填標(biāo)號(hào))。a.錐形瓶洗滌干凈后未干燥，直接裝入待測(cè)液b.滴定時(shí)未用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗滴定管c.滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定結(jié)束后氣泡消失d.讀數(shù)時(shí)，滴定前平視，滴定后俯視EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4【氫氧化鍶】化學(xué)式Sr(OH)2·8H2O，式量265.76。無(wú)色結(jié)晶或白色粉末。易潮解，在空氣中吸收二氧化碳成碳酸鹽，在干燥空氣中能失去七個(gè)分子結(jié)晶水。溶于熱水和酸，微溶于冷水。用于制備各種鍶鹽。【硝酸鍶】化學(xué)式Sr(NO3)2，式量211.63。無(wú)色晶體或白色粉末。易潮解，易溶于水，微溶于乙醇和丙酮，遇高溫或與硫、磷及有機(jī)物接觸、摩擦或撞擊能引起燃燒或爆炸。熔點(diǎn)570℃。用作高純分析試劑，電子管陰極材料，煙火材料。用硝酸跟氫氧化鍶反應(yīng)可制得本品?！咎妓徭J】化學(xué)式SrCO3，式量147.63。白色粉末，不溶于水，