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；

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

③ SrCl2·6H2O的摩爾質量為：267 g/mol。

（1）天青石焙燒前先研磨粉碎，其目的是___________________。

（2）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）為了得到較純的六水氯化鍶晶體，過濾2后還需進行的兩步操作是_______________。

（4）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1×10－5mol/L）。

（5）產品純度檢測：稱取1.000g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，不含其它與Ag+反應的離子），待Cl―完全沉淀后，用含Fe3+的溶液作指示劑，用0.2000 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）。

Answer 1

【答案】增加反應物的接觸面積，提高化學反應速率 SrSO4+ 4CSrS + 4CO↑ 洗滌、干燥（或烘干） 除去溶液中Ba2+雜質 0.03 溶液由無色變為血紅色，且30 s不褪色 93.45%

【解析】

以天青石（主要成分為SrSO4）為原料制備六水氯化鍶（SrCl26H2O），由流程可知，天青石和碳隔絕空氣高溫焙燒生成CO、SrS，SrS加鹽酸后溶液中除含有Sr2+和Cl-外，還含有少量Ba2+雜質，然后加硫酸生成硫酸鋇沉淀，所以過濾后濾渣為硫酸鋇，濾液中含SrSO4、SrCl2，最后蒸發、冷卻結晶得到SrCl26H2O，據此解答。

（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）向得到的含有SrS固體中加入HCl發生反應：SrS+2HCl=SrCl2+H2S↑，將溶液蒸發濃縮、冷卻結晶，然后從溶液中將晶體過濾出來，洗滌除去表面的雜質離子并進行干燥即獲得SrCl26H2O；

（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+雜質；由于在Ba2+濃度為1×10-5mol/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；

（5）①若NH4SCN不再與剩余的Ag+結合形成AgSCN白色沉淀，溶液中就會含有SCN-，就會與Fe3+產生絡合物使溶液變為紅色，因此滴定達到終點時溶液由無色變為血紅色，且30 s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+）=1.100×10-2mol-4.0×10-3mol=7.0×10-3mol，1.000g產品中SrCl26H2O的物質的量為：n（SrCl26H2O）=1/2×n（Ag+）=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：0.9435g/1g×100%=93.45%。