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

Answer 1

解题思路：以天青石（主要成分为SrSO₄）为原料制备六水氯化锶（SrCl₂•6H₂O），由流程可知，天青石和碳隔绝空气高温焙烧生成CO、SrS，SrS加盐酸后溶液中除含有Sr²⁺和Cl^-外，还含有少量Ba²⁺杂质，然后加硫酸生成硫酸钡沉淀，所以过滤后滤渣为硫酸钡，滤液中含SrSO₄、SrCl₂，最后蒸发、冷却结晶得到SrCl₂•6H₂O，

（1）研磨粉碎的目的是增加反应物的接触面积，提高反应速率，提高原料的转化率；

（2）0.5mol SrSO₄中只有S被还原，转移了4mol电子，则1mol的S转移8mol的电子，反应后生成的-2价硫离子，据此写出该反应的化学方程式；

（3）过滤1后的滤液中含有氯化锶，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获得SrCl₂•6H₂O；

（4）用HCl溶解SrS后的溶液中含有杂质钡离子，加入硫酸的后生成硫酸钡沉淀从而除去溶液中Ba²⁺杂质；

根据钡离子浓度、硫酸钡的溶度积计算出钡离子完全除去时硫酸根离子的浓度，然后根据硫酸锶的溶度积计算出需要锶离子的最小浓度；

（5）①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，据此判断滴定终点；

②根据n=cV计算出n（NH₄SCN），Ag⁺以AgSCN白色沉淀的形式析出，据此计算出溶液中剩余的Ag⁺的物质的量及与Cl^-反应的Ag⁺的物质的量，再根据氯离子守恒计算出1.000g产品中SrCl₂•6H₂O的物质的量、质量，最后计算出产品纯度．

（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，

故答案为：增加反应物的接触面积，提高反应速率，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的化学方程式为：SrSO₄+4C

高温

.

SrS+4CO↑，

故答案为：SrSO₄+4C

高温

.

SrS+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获得SrCl₂•6H₂O，

故答案为：洗涤、干燥；

（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^-5mol/L，BaSO₄的溶度积常数为1.1×10^-10，所以c（SO₄^2-）=

1.1×10−10

1×10−5mol/L=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

1.1×10−5mol/L=3.0×10^-2=0.03mol/L，

故答案为：除去溶液中Ba²⁺杂质； 0.03；

（5）①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，

故答案为：溶液由无色变为血红色，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⁺的物质的量为：n（Ag⁺）=4.0×10^-3mol，则与Cl^-反应的Ag⁺的物质的量为：n（Ag⁺）=1.100×10^-2mol-4.0×10^-3mol=7.0×10^-3mol，

1.000g产品中SrCl₂•6H₂O的物质的量为：n（SrCl₂•6H₂O）=[1/2]×n（Ag⁺）=3.5×10^-3mol，

1.000g产品中SrCl₂•6H₂O的质量为：m（SrCl₂•6H₂O）=3.5×10^-3mol×267 g/mol=0.9345g，

所以产品纯度为：[0.9435g/1g]×100%=93.45%，

故答案为：93.45%．

点评：

本题考点： 制备实验方案的设计；物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用．

考点点评： 本题考查制备实验方案的设计，为高频考点，把握制备流程中发生的化学反应及物质分离方法为解答的关键，涉及反应速率、氧化还原反应、滴定原理等，注意信息与所学知识的综合应用，综合性较强，题目难度较大．