Question

13．碳酸锶SrCO₃不溶于水，溶于稀盐酸．为提高锶资源的综合利用，工业上以碳酸锶（杂质为含Ba、Fe的化合物）为原料制备六水氯化锶的量流程图如图所示．
已知：SrSO₄、BaSO₄、Fe（OH）₃的溶度积常数分别为3.3×10^-7、1.1×10^-10、2.6×10^-39；SrCl₂•6H₂O的摩尔质量为267g/mol．
请回答下列问题：
（1）锶元素在周期表中位置是第五周期第ⅡA主族，SrCO₃与盐酸反应发生的离子方程式为SrCO₃+2HCl=SrCl₂+CO₂↑+H₂O．
（2）滤渣2的主要成分是氢氧化铁．
（3）加入SrO的实验目的是促进铁离子水解为氢氧化铁沉淀．
（4）加入H₂O₂后发生的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（5）若滤液1中c（Ba²⁺）=10^-6mol/L，此滤液中$\frac{c（B{a}^{2+}）}{c（S{r}^{3+}）}$=3×10⁵．
（6）操作1应为蒸发浓缩、冷却结晶．
（7）实验结束得产品mg，将产品配成250mL溶液，取25mL于锥形瓶中，加入指示剂铬酸钾，用0.01mol/L的AgNO₃标准溶液进行滴定实验，消耗标准液50mL时达到滴定终点（已知AgCl的溶解度为1.8×10^-3g/L，砖红色难溶物Ag₂CrO₄的溶解度为2.0×10^-2g/L）．滴定终点的实验现象是出现砖红色深沉淀，产品中SrCl₂•6H₂O的质量分数为$\frac{1.335}{m}×100%$．

Answer 1

分析 以碳酸锶（杂质为含Ba、Fe的化合物）为原料制备六水氯化锶（SrCl₂•6H₂O），由流程可知，加水得到溶液中除含有Sr²⁺外，还含有少量Fe²⁺、Ba²⁺杂质，加适量稀硫酸将Ba²⁺生成硫酸钡沉淀过滤，滤渣1为硫酸钡，再向滤液中加入过氧化氢，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，加入SrO同时调节溶液pH，使Fe³⁺转化氢氧化铁沉淀，所以过滤后滤渣2氢氧化铁，滤液中含SrCl₂，最后蒸发、冷却结晶得到SrCl₂•6H₂O，据此分析．

解答 解：（1）锶元素在周期表中第五周期第ⅡA主族，SrCO₃和盐酸发生反应：SrCO₃+2HCl=SrCl₂+CO₂↑+H₂O；
故答案为：第五周期第ⅡA主族；SrCO₃+2HCl=SrCl₂+CO₂↑+H₂O；
（2）加入过氧化氢，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，再调节溶液pH，水解可生成氢氧化铁沉淀，滤渣2的主要成分是氢氧化铁；
故答案为：氢氧化铁；
（3）为使铁离子沉淀，需调节pH，又不宜引入新杂质，选用SrO，促进铁离子水解为氢氧化铁沉淀；
故答案为：促进铁离子水解为氢氧化铁沉淀；
（4）加入双氧水的目的是氧化亚铁离子为铁离子，发生的离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（5）Ba²⁺浓度为1×10^-6 mol/L，BaSO₄的溶度积常数为1.1×10^-10，所以c（SO₄^2-）=$\frac{1.1×10{\;}^{-10}}{1×1{0}^{-6}}$=1×10^-4，SrSO₄的溶度积常数分别为3.3×10^-7，c（Sr³⁺）=$\frac{3.3×1{0}^{-7}}{1.1×1{0}^{-6}}$=0.3mol/L，故此滤液中$\frac{c（B{a}^{2+}）}{c（S{r}^{3+}）}$=$\frac{0.3}{1×1{0}^{-6}}$=3×10⁵；
故答案为：3×10⁵；
（6）SrCl₂溶液经蒸发浓缩、冷却结晶得到SrCl₂•6H₂O；
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（7）已知AgCl的溶解度为1.8×10^-3g/L，砖红色难溶物Ag₂CrO₄的溶解度为2.0×10^-2g/L，则滴定过程中首先析出沉淀为AgCl，当氯离子完全沉淀以后，开始生成Ag₂CrO₄砖红色沉淀，则滴入最后一滴硝酸银溶液时，溶液中出现砖红色深沉淀，即滴定完成；
取25mL于锥形瓶中，加入指示剂铬酸钾，用0.01mol/L的AgNO₃标准溶液进行滴定实验，消耗标准液50mL时达到滴定终点，根据SrCl₂•6H₂O～2AgNO₃，则25mL溶液中n（SrCl₂•6H₂O）=n（AgNO₃）=0.01mol×50×10^-3L=0.0005mol，产品mg，将产品配成250mL溶液，其中m（SrCl₂•6H₂O）=0.0005mol×10×267g/mol=1.335g，产品中SrCl₂•6H₂O的质量分数为$\frac{1.335}{m}×100%$；
故答案为：出现砖红色深沉淀；$\frac{1.335}{m}×100%$．

点评 本题为考查了物质的制备，题目难度中等，试题涉及了实验操作的控制、溶度积的计算、测量物质含量的方法等知识点，明确物质的性质及滴定原理是关键，试题培养了学生灵活应用所学知识的能力．