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【题目】一种氢氧化锶-氯化镁法制备牙膏用氯化锶(SrCl2·6H2O)的工艺流程如图:

(1)锶与钙同主族。金属锶应保存在__中(填乙醇煤油)。

(2)天青石(主要成分SrSO4)经过多步反应后可制得工业碳酸锶。其中第一步是与过量焦炭隔绝空气微波加热还原为硫化锶,该过程的化学方程式为___

(3)工业碳酸锶中含有CaCO3MgCO3BaCO3等杂质。滤渣的主要成分是___

(4)重结晶时蒸馏水用量[以质量比m(H2O)m(SrO)表示]Sr(OH)2·8H2O纯度及产率的影响如下表。最合适的质量比为___,当质量比大于该比值时,Sr(OH)2·8H2O产率减小,其原因是___

质量mH2OmSrO

41

51

61

71

81

91

101

Sr(OH)2·8H2O纯度%

98.64

98.68

98.65

98.64

98.63

98.63

98.65

Sr(OH)2·8H2O产率%

17.91

53.36

63.50

72.66

92.17

89.65

88.93

(5)水氯镁石是盐湖提钾后的副产品,其中SO42-含量约为1%净化过程中常使用SrCl2除杂,写出该过程的离子方程式___

(6)若需进一步获得无水氯化锶,必须对SrCl2·6H2O(M=267g·mol-1)进行脱水。脱水过程采用烘干法在170℃下预脱水,失重达33.7%,此时获得的产物化学式为___

【答案】煤油 SrSO4+4CSrS+4CO↑ Ca(OH)2MgO 81 随着蒸馏水溶剂的增加,在冷却结晶、过滤的过程中部分氢氧化锶留在母液中导致产率减小 SO42-+Sr2+=SrSO4 SrCl2·H2O

【解析】

一种氢氧化锶-氯化镁法制备牙膏用氯化锶(SrCl26H2O)”,由流程可知,工业碳酸锶隔绝空气高温焙烧后水浸过滤,将滤液蒸发浓缩,冷却结晶得粗氢氧化锶,再通过重结晶操作,可得精制的氢氧化锶Sr(OH)28H2O,与由水氯镁石提纯而得的精制氯化镁发生复分解反应生成SrCl2溶液和Mg(OH)2沉淀,滤液中含SrCl2,最后蒸发、冷却结晶得到SrCl26H2O,由此分析解答。

(1)金属锶很活泼,易与水中的氢发生置换反应和醇羟基中氢发生置换反应,所以可保存在煤油中;

(2)此过程中硫酸锶与碳在高温下反应生成硫化锶和一氧化碳,反应方程式为SrSO4+4CSrS+4CO↑

(3)工业碳酸锶中含有CaCO3MgCO3BaCO3等杂质,煅烧后生成对应氧化物,氧化物和水反应生成氢氧化物,MgCO3煅烧后得到的MgO不溶于水,也不与水反应,而氢氧化钙微溶于水,滤渣的主要成分是MgOCa(OH)2

(4)题给信息中Sr(OH)28H2O纯度都已经达到98%以上,产率是在质量比mH2O:mSrO=8:1时最高为92.17%,当质量比大于该比值时,Sr(OH)28H2O产率减小,其原因是随着蒸馏水溶剂的增加,在冷却结晶过滤的过程中部分Sr(OH)2留在母液中导致产率降低;

(5)水氯镁石是盐湖提钾后的副产品,其中SO42含量约为1%净化过程中常使用SrCl2 除杂,该过程的离子方程式为SO42-+Sr2+=SrSO4

(6)脱水过程采用烘干法在170℃下预脱水,失重达33.7%,设烘干法在170℃下脱去x个结晶水,则×100%=33.7%x=5,即SrCl2·6H2O脱水失去5个结晶水,故此时获得的产物化学式为:SrCl2H2O

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