Question

【題目】鍶(Sr)為第五周期ⅡA族元素，其化合物六水氯化鍶(SrCl2·6H2O)是實驗室重要的分析試劑，工業上常以天青石(主要成分為SrSO4)為原料制備，生產流程如下：

已知：①經鹽酸浸取后，溶液中除含有Sr2＋和Cl－外，還含有少量Ba2＋雜質；

②SrSO4、BaSO4的溶度積常數分別為3.3×10－7、1.1×10－10；

③SrCl2·6H2O的摩爾質量為267 g/mol。

(1) 工業上天青石焙燒前先研磨粉碎，其目的是______________。

(2) 工業上天青石隔絕空氣高溫焙燒，若0.5 mol SrSO4中只有S被還原，轉移了4 mol電子。寫出該反應的化學方程式：_________________________。

(3)加入硫酸的目的是____________________________。為了提高原料的利用率，濾液中Sr2＋的濃度應不高于___________mol/L(注：此時濾液中Ba2＋濃度為1×10－5 mol/L)。

(4)產品純度檢測：稱取1.000 g產品溶解于適量水中，向其中加入含AgNO3 1.100×10－2mol的AgNO3溶液(溶液中除Cl－外，不含其他與Ag＋反應的離子)，待Cl－完全沉淀后，用含Fe3＋的溶液作指示劑，用0.200 0 mol/L的NH4SCN標準溶液滴定剩余的AgNO3，使剩余的Ag＋以AgSCN白色沉淀的形式析出。

①滴定反應達到終點的現象是_______________________。

②若滴定過程用去上述濃度的NH4SCN溶液20.00 mL，則產品中SrCl2·6H2O的質量百分含量為______________(保留4位有效數字)。

(5)工業上常用電解熔融SrCl2制鍶單質。由SrCl2·6H2O制取無水氯化鍶的方法是 。

Answer 1

【答案】(1)增加反應物的接觸面積，提高化學反應速率( 2分)

(2)SrSO4＋4CSrS＋4CO↑

(3)除去溶液中Ba2＋雜質 0.03

(4)①加1滴NH4SCN溶液溶液由無色變為紅色，且30 s內不褪色②93.45%(2分)

(5)加熱SrCl2·6H2O失去結晶水(或灼燒等)。(答HCl中0分)(2分)

【解析】

試題分析：(1)天青石焙燒前先研磨粉碎，其目的是為了增加反應物的接觸面積，提高化學反應速率，從而提高原料的轉化率；

(2)在焙燒的過程中若只有0.5 mol SrSO4中只有S被還原，轉移了4 mol電子，則1mol的S轉移8mol的電子，由于在反應前元素的化合價為+6價，所以反應后元素的化合價為-2價，因此碳與天青石在高溫下發生反應的化學方程式為：SrSO4+4CSrS+4CO↑；

(3)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+雜質；由于在Ba2+濃度為1×10-5 mol/L，BaSO4的溶度積常數為1.1×10-10，所以c(SO42-)=mol/L=1.1×10-5mol/L，而SrSO4的溶度積常數為3.3×10-7，所以c(Sr2+)=mol/L=3.0×10-2=0.03mol/L；

(4)①若NH4SCN不再剩余的Ag+結合形成AgSCN白色沉淀，溶液中就會含有SCN-，就會與Fe3+產生絡合物是溶液變為紅色，因此滴定達到終點時溶液由無色變為血紅色，且30s不褪色；

②n(NH4SCN)=0.2000mol/L×0.02L=4.0×10-3mol，Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出，所以溶液中剩余的Ag+的物質的量為：n(Ag+)=4.0×10-3mol，則與Cl-反應的Ag+的物質的量為：n(Ag+)=1.100×10-2 mol-4.0 × 10-3 mol = 7.0 × 10-3mol，

1.000g產品中SrCl26H2O的物質的量為：n(SrCl26H2O)=n(Ag+)×1/2=3.5×10-3mol，

1.000g產品中SrCl26H2O的質量為：m(SrCl26H2O)=3.5×10-3mol×267 g/mol=0.9345g，

所以產品純度為：0.9345g÷1g×100%=93.45%；

(5)由SrCl2·6H2O制取無水氯化鍶的方法是加熱SrCl2·6H2O失去結晶水(或灼燒等)。