“鍶”之知識點(diǎn)例析

■重慶市巫山中學(xué) 譚恒

鍶是一種有銀白色光澤的堿土金屬,元素符號為Sr,原子序數(shù)為38,位于元素周期表的第五周期第ⅡA 族。鍶的熔點(diǎn)為769 ℃,沸點(diǎn)為1 384 ℃,密度為2.6g·cm-3。鍶能與水直接反應(yīng),與酸劇烈反應(yīng);鍶跟硫、硒、鹵素等容易發(fā)生化合反應(yīng)。鍶是一種活潑金屬,極易與空氣和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),應(yīng)保存在煤油中。鍶元素在自然界中都是以化合物的形式出現(xiàn),天青石(SrSO4)是最主要的含鍶礦物,也是一系列鍶化合物的重要原料。工業(yè)上利用天青石經(jīng)復(fù)分解制備碳酸鍶,也可以應(yīng)用碳還原天青石制備碳酸鍶。

下面通過例題來加深對鍶元素知識的鞏固和理解。

例1中國科學(xué)院電子學(xué)研究所的研究人員已經(jīng)掌握了鍶原子光鐘研究的一系列關(guān)鍵技術(shù),為顯著提高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度奠定了基礎(chǔ)。鍶(元素符號 Sr)的原子序數(shù)為 38,下列說法中錯(cuò)誤的是( )。

A.84Sr、86Sr、87Sr、88Sr 互為同位素

B.由Sr的原子序數(shù)可知,其在周期表中的位置是第五周期第ⅡA族

C.Sr(OH)2的堿性強(qiáng)于Ca(OH)2,弱于Ba(OH)2

答案:D

例2以工業(yè)碳酸鍶(含有CaCO3、MgCO3、BaCO3等雜質(zhì))制備牙膏用氯化鍶(SrCl2·6H2O)的工藝流程如下。

(1)鍶與鈣元素同主族,實(shí)驗(yàn)室少量金屬鍶應(yīng)保存在_____中。

(2)天青石(主要成分為SrSO4)經(jīng)過多步反應(yīng)后可制得工業(yè)碳酸鍶,其中第一步是與過量焦炭隔絕空氣微波加熱還原為硫化鍶,該反應(yīng)過程的化學(xué)方程式為_____。

(3)“濾渣”的主要成分是____。通過蒸發(fā)結(jié)晶、重結(jié)晶得到精制氫氧化鍶的過程中,除去的雜質(zhì)物質(zhì)為____(填化學(xué)式)。

(4)“重結(jié)晶”時(shí)蒸餾水用量[以質(zhì)量比m(H2O)∶m(SrO)]對Sr(OH)2·8H2O 純度及產(chǎn)率的影響如表1 所示,最合適的質(zhì)量比為_____,當(dāng)質(zhì)量比大于該比值時(shí),Sr(OH)2·8H2O 產(chǎn)率減小,其原因是____。

表1

(6)取SrCl2·6H2O 樣品5.34g,于170 ℃烘干脫水,得到產(chǎn)物的質(zhì)量為3.54g,則產(chǎn)物的化學(xué)式為_____。

按照慣例，中國與BPC之間的大貿(mào)合同談判價(jià)格，對于中國市場及中國與其他國際供應(yīng)商之間的談判價(jià)格，具有引領(lǐng)作用。目前，正值市場變化關(guān)鍵期，國際鉀肥市場形勢和大合同談判價(jià)格備受關(guān)注。日前，在2018鉀鹽鉀肥大會上，白俄羅斯鉀肥公司首席代表基里爾·辛克維奇坦誠地接受了中國農(nóng)資傳媒記者獨(dú)家采訪。

解析:(1)金屬鍶性質(zhì)活潑,易與空氣和水反應(yīng),應(yīng)保存在煤油中。

(2)依據(jù)SrSO4與過量焦炭隔絕空氣微波加熱還原為硫化鍶,可寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

(3)工業(yè)碳酸鍶中含有CaCO3、MgCO3、BaCO3等雜質(zhì),煅燒后生成對應(yīng)的氧化物,與水反應(yīng)生成對應(yīng)的氫氧化物。MgO 難溶于水,和水反應(yīng)緩慢,生成少量Mg(OH)2,氫氧化鈣微溶,所以濾渣的主要成分是Ca(OH)2、MgO[或Mg(OH)2]。

(4)根據(jù)圖表信息如,質(zhì)量比為8∶1時(shí),Sr(OH)2·8H2O 的純度和產(chǎn)率均相對較高。當(dāng)質(zhì)量大于該比值時(shí),Sr(OH)2·8H2O產(chǎn)率減小,原因是隨著水的增加,在冷卻結(jié)晶和過濾的過程中部分Sr(OH)2留在母液中導(dǎo)致Sr(OH)2·8H2O 產(chǎn)率減小。

(5)凈化過程中加入SrCl2,Sr2+和反應(yīng)生成SrSO4沉淀而除去,反應(yīng)的離子方程式為

(6)設(shè)烘干脫水后晶體化學(xué)式為SrCl2·xH2O,則有下列關(guān)系:

答案:(1)煤油

(3)Ca(OH)2、MgO[或Mg(OH)2]Ba(OH)2、Ca(OH)2[寫上Mg(OH)2也可]

(4)8∶1 隨著蒸餾水的增加,在冷卻結(jié)晶、過濾的過程中,留在母液中的Sr(OH)2的量也會增加,導(dǎo)致產(chǎn)率降低

(6)SrCl2·H2O