Question

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

已知：①經(jīng)鹽酸浸取后，溶液中除含有Sr2＋和Cl－外，還含有少量Ba2＋雜質(zhì)

②SrSO4、BaSO4的溶度積常數(shù)分別為3.3×10－7、1.1×10－10

③SrCl2·6H2O的摩爾質(zhì)量為267 g·mol－1

(1)工業(yè)上天青石焙燒前先研磨粉碎，其目的是___

(2)工業(yè)上天青石隔絕空氣高溫焙燒，若0.5 mol SrSO4中只有硫元素被還原，轉(zhuǎn)移了3 mol電子。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式____

(3)加入硫酸的目的是_____；為了提高原料的利用率，濾液1中Sr2＋的濃度應(yīng)不高于__________mol·L－1(注：此時(shí)濾液1中Ba2＋濃度為1×10－5 mol·L－1 )。

(4)濾渣1的主要成分是____________，濾液1經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾后，需對所得的六水氯化鍶晶體進(jìn)行洗滌、干燥。證明六水氯化鍶晶體已洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象為___________

(5)工業(yè)上常通過電解熔融SrCl2制鍶單質(zhì)。由SrCl2·6H2O制取氯化鍶的方法是_________

Answer 1

【答案】增加反應(yīng)物的接觸面積，提高化學(xué)反應(yīng)速率 SrSO4＋3CSrO＋3CO↑＋S 除去溶液中的Ba2＋雜質(zhì) 0.03 BaSO4 取少量最后一次洗滌液于試管中，滴加少量BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，說明沉淀洗滌干凈 直接加熱SrCl2·6H2O(或灼燒等)

【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(zhì)，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(fā)、冷卻結(jié)晶得到SrCl26H2O。

（1）粉碎天青石的目的是增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率；

（2）依題意，SrSO4中只有S元素被還原，且0.5 mol SrSO4完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移3 mol 電子，所以＋6價(jià)硫元素的還原產(chǎn)物為單質(zhì)S，氧化產(chǎn)物為CO，根據(jù)原子守恒，可知另一種產(chǎn)物為SrO，根據(jù)氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子守恒以及原子守恒可知反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SrSO4＋3CSrO＋3CO↑＋S；

（3）結(jié)合信息①和硫酸鍶、硫酸鋇的溶度積數(shù)據(jù)知，加入硫酸的目的是除去鋇離子，提高產(chǎn)品純度；c(Ba2＋)＝1×10－5 mol·L－1時(shí)，c()＝＝mol·L－1＝1.1×10－5 mol·L－1，為提高原料利用率，Sr2＋不能生成沉淀，故c(Sr2＋)＜＝mol·L－1＝0.03 mol·L－1；

（4）結(jié)合信息①可知，溶液中含有Sr2＋、Cl－和Ba2＋，加入硫酸后生成了硫酸鋇，故濾渣1的主要成分為硫酸鋇；六水氯化鍶晶體上附著有，可通過檢驗(yàn)洗滌液中是否含有來確認(rèn)是否洗凈，具體操作及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：取少量最后一次洗滌液于試管中，滴加少量BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，說明沉淀洗滌干凈；

（5）鍶位于第五周期第ⅡA族，與鈣同主族，根據(jù)元素周期律知，氫氧化鍶的堿性比氫氧化鈣強(qiáng)，說明氯化鍶在水中不水解，故可直接加熱或灼燒SrCl2·6H2O制得SrCl2。