Question

锶（Sr）为第五周期ⅡA族元素，其化合物六水氯化锶（SrCl2·6H2O）是实验室重要的分析试剂，工业上常以天青石（主要成分为SrSO4）为原料制备，生产流程如下：

已知：① 经盐酸浸取后，溶液中除含有Sr2+和Cl－外，还含有少量Ba2+杂质；

② SrSO4、BaSO4的溶度积常数分别为3.3×10－7、1.1×10－10；

③ SrCl2·6H2O的摩尔质量为：267 g/mol。

（1）天青石焙烧前先研磨粉碎，其目的是_________________________________________。

（2）隔绝空气高温焙烧，若0.5 mol SrSO4中只有S被还原，转移了4 mol电子。写出该反应的化学方程式：_____________________________________________。

（3）为了得到较纯的六水氯化锶晶体，过滤2后还需进行的两步操作是_______________。

（4）加入硫酸的目的是______________________。为了提高原料的利用率，滤液中Sr2+的浓度应不高于_________ mol/L（注：此时滤液中Ba2+浓度为1×10－5 mol/L）。

（5）产品纯度检测：称取1.000 g产品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO3 1.100×10－2 mol的AgNO3溶液（溶液中除Cl―外，不含其它与Ag+反应的离子），待Cl―完全沉淀后，用含Fe3+的溶液作指示剂，用0.2000 mol/L的NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3，使剩余的Ag+ 以AgSCN白色沉淀的形式析出。

①滴定反应达到终点的现象是_________________________________________。

②若滴定过程用去上述浓度的NH4SCN溶液20.00 mL，则产品中SrCl2·6H2O的质量百分含量为______________（保留4位有效数字）。

 

Answer 1

（1）天青石焙烧前先研磨粉碎，其目的是为了增加反应物的接触面积，提高化学反应速率。

（2）SrSO4 + 4C SrS + 4CO↑

（3）洗涤、干燥（或烘干）

（4）除去溶液中Ba2+杂质 0.03

（5）溶液由无色变为血红色，且30 s不褪色 93.45%

【解析】

试题分析：（1）天青石焙烧前先研磨粉碎，其目的是为了增加反应物的接触面积，提高化学反应速率，从而提高原料的转化率。（2）在焙烧的过程中若只有0.5 mol SrSO4中只有S被还原，转移了4 mol电子，则1mol的S转移8mol的电子，由于在反应前元素的化合价为+6价，所以反应后元素的化合价为-2价。因此碳与天青石在高温下发生反应SrSO4 + 4CSrS + 4CO↑，（3）然后向得到的含有SrS固体中加入HCl发生反应：SrS+2HCl= SrCl2+H2S↑，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶，然后从溶液中将晶体过滤出来，洗涤除去表面的杂质离子并进行干燥即SrCl2·6H2O。（4）在用HCl溶解SrS后的溶液中加入硫酸的目的是除去溶液中Ba2+杂质。由于在Ba2+浓度为1×10－5 mol/L，BaSO4的溶度积常数为1.1×10－10；所以c(SO42-)=1.1×10－10÷1×10－5=1.1×10－5mol/L。而SrSO4的溶度积常数为3.3×10－7，所以c(Sr2+)=3.3×10－7÷1.1×10－5=3.0×10－2=0.03mol/L。（5）若NH4SCN不再剩余的Ag+ 结合形成AgSCN白色沉淀，溶液中就会含有SCN－，就会与Fe3+产生络合物是溶液变为红色。因此滴定达到终点时溶液由无色变为血红色，且30 s不褪色。n(NH4SCN)=0.2000 mol/L×0.02L=4.0×10-3mol，所以溶液中剩余的Ag+的物质的量为n(Ag+)=4.0×10-3mol,因此与Cl―反应的Ag+的物质的量为n(Ag+)=1.100×10－2 mol －4.0×10-3mol=7.0×10-3mol n(SrCl2·6H2O)=3.5×10-3mol,m(SrCl2·6H2O)= 3.5×10-3mol×267 g/mol=0. 9345g. 所以产品纯度为0. 9345g÷1g×100%=93.45%.

考点：考查物质的制备、混合物的分离物质纯度的计算的知识。