Question

3．工業(yè)上用難溶于水的碳酸鍶（SrCO₃）粉末為原料（含少量鋇和鐵的化合物）制備高純六水氯化鍶晶體（SrCl₂•6H₂O），其過程為：

已知：Ⅰ．有關(guān)氫氧化物沉淀的pH：

氫氧化物	Fe（OH）3	Fe（OH）2
開始沉淀的pH	1.5	6.5
沉淀完全的pH	3.7	9.7

Ⅱ．SrCl₂•6H₂O 晶體在61℃時(shí)開始失去結(jié)晶水，100℃時(shí)失去全部結(jié)晶水．
（1）操作①需要加快反應(yīng)速率，措施有充分?jǐn)嚢韬图訜�、適當(dāng)增加鹽酸濃度等（寫一種）．碳酸鍶與鹽酸反應(yīng)的離子方程式SrCO₃+2H⁺=Sr²⁺+CO₂↑+H₂O．
（2）在步驟②-③的過程中，將溶液的pH值由1調(diào)節(jié)至B；宜用的試劑為E．
A.1.5  B.3.7     C.9.7     D．氨水    E．氫氧化鍶粉末    F．碳酸鈉晶體
（3）操作③中所得濾渣的主要成分是Fe（OH）₃、BaSO₄ （填化學(xué)式）．
（4）工業(yè)上用熱風(fēng)吹干六水氯化鍶，適宜的溫度是A
A．50～60℃B．80～100℃C．100℃以上
（5）步驟⑥宜選用的無機(jī)洗滌劑是飽和氯化鍶溶液．

Answer 1

分析 以SrCO₃為原料制備六水氯化鍶（SrCl₂•6H₂O），由流程可知，SrCO₃和鹽酸發(fā)生反應(yīng)：SrCO₃+2HCl=SrCl₂+CO₂↑+H₂O，反應(yīng)后溶液中除含有Sr²⁺和Cl^-外，還含有少量Fe²⁺、Ba²⁺雜質(zhì)，加入過氧化氫，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，然后加硫酸生成硫酸鋇沉淀，同時(shí)調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化氫氧化鐵沉淀，所以過濾后濾渣為硫酸鋇和氫氧化鐵，濾液中含SrCl₂，最后蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶得到SrCl₂•6H₂O．
（1）（增大鹽酸的濃度，加熱等可以增大反應(yīng)速率；碳酸鍶與鹽酸反應(yīng)生成氯化鍶、二氧化碳和水；
（2）根據(jù)Fe³⁺開始沉淀pH與沉淀完全pH調(diào)節(jié)溶液的pH范圍，調(diào)節(jié)溶液pH使Fe³⁺轉(zhuǎn)化氫氧化鐵沉淀，且不能引入新雜質(zhì)；
（3）SrCO₃和鹽酸反應(yīng)后溶液中除含有Sr²⁺和Cl^-外，還含有少量Fe²⁺、Ba²⁺雜質(zhì)，加入了稀硫酸，有硫酸鋇生成，加入過氧化氫，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再調(diào)節(jié)溶液pH，水解可生成氫氧化鐵沉淀；
（4）根據(jù)六水氯化鍶晶體開始失去結(jié)晶水的溫度選擇熱風(fēng)吹干時(shí)適宜的溫度；
（5）根據(jù)溶解平衡且不能引入新雜質(zhì)分析解答．

解答 解：以SrCO₃為原料制備六水氯化鍶（SrCl₂•6H₂O），由流程可知，SrCO₃和鹽酸發(fā)生反應(yīng)：SrCO₃+2HCl=SrCl₂+CO₂↑+H₂O，反應(yīng)后溶液中除含有Sr²⁺和Cl^-外，還含有少量Fe²⁺、Ba²⁺雜質(zhì)，加入過氧化氫，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，加硫酸生成硫酸鋇沉淀，再調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化氫氧化鐵沉淀，所以過濾后濾渣為硫酸鋇和氫氧化鐵，濾液中含SrCl₂，最后蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶得到SrCl₂•6H₂O．
（1）增大鹽酸的濃度，加熱，或者攪拌，增大接觸面積，可以增大反應(yīng)速率；
碳酸鍶與鹽酸反應(yīng)生成氯化鍶、二氧化碳和水，反應(yīng)的離子方程式為SrCO₃+2H⁺=Sr²⁺+CO₂↑+H₂O，
故答案為：加熱、適當(dāng)增加鹽酸濃度等；SrCO₃+2H⁺=Sr²⁺+CO₂↑+H₂O；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)e³⁺在pH=1.5時(shí)開始沉淀，在pH=3.7時(shí)沉淀完全，故在步驟②-③的過程中，將溶液的pH值由1調(diào)節(jié)至3.7，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化氫氧化鐵沉淀，且不能引入新雜質(zhì)，可以選擇氫氧化鍶粉末，
故答案為：B；E；
（3）加入了稀硫酸，有硫酸鋇生成，加入過氧化氫，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再調(diào)節(jié)溶液pH，水解可生成氫氧化鐵沉淀，操作③中所得濾渣的主要成分是BaSO₄、Fe（OH）₃，故答案為：Fe（OH）₃、BaSO₄；
（4）六水氯化鍶晶體61℃時(shí)開始失去結(jié)晶水，100℃時(shí)失去全部結(jié)晶水，則用熱風(fēng)吹干六水氯化鍶，選擇的適宜溫度范圍是50～60℃，
故答案為：A；
（5）根據(jù)溶解平衡，且不能引入新雜質(zhì)，步驟⑥宜選用的無機(jī)洗滌劑是：飽和氯化鍶溶液，
故答案為：飽和氯化鍶溶液．

點(diǎn)評(píng) 本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，理解制備工藝流程原理是解答的關(guān)鍵，涉及反應(yīng)速率影響因素、物質(zhì)的分離提純、操作條件的控制與試劑選擇等，注意對(duì)題目信息與所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，題目難度中等．