Question

13．碳酸鍶SrCO₃不溶于水，溶于稀鹽酸．為提高鍶資源的綜合利用，工業(yè)上以碳酸鍶（雜質(zhì)為含Ba、Fe的化合物）為原料制備六水氯化鍶的量流程圖如圖所示．
已知：SrSO₄、BaSO₄、Fe（OH）₃的溶度積常數(shù)分別為3.3×10^-7、1.1×10^-10、2.6×10^-39；SrCl₂•6H₂O的摩爾質(zhì)量為267g/mol．
請回答下列問題：
（1）鍶元素在周期表中位置是第五周期第ⅡA主族，SrCO₃與鹽酸反應(yīng)發(fā)生的離子方程式為SrCO₃+2HCl=SrCl₂+CO₂↑+H₂O．
（2）濾渣2的主要成分是氫氧化鐵．
（3）加入SrO的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖谴龠M(jìn)鐵離子水解為氫氧化鐵沉淀．
（4）加入H₂O₂后發(fā)生的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（5）若濾液1中c（Ba²⁺）=10^-6mol/L，此濾液中$\frac{c（B{a}^{2+}）}{c（S{r}^{3+}）}$=3×10⁵．
（6）操作1應(yīng)為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶．
（7）實(shí)驗(yàn)結(jié)束得產(chǎn)品mg，將產(chǎn)品配成250mL溶液，取25mL于錐形瓶中，加入指示劑鉻酸鉀，用0.01mol/L的AgNO₃標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定實(shí)驗(yàn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)液50mL時達(dá)到滴定終點(diǎn)（已知AgCl的溶解度為1.8×10^-3g/L，磚紅色難溶物Ag₂CrO₄的溶解度為2.0×10^-2g/L）．滴定終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是出現(xiàn)磚紅色深沉淀，產(chǎn)品中SrCl₂•6H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{1.335}{m}×100%$．

Answer 1

分析 以碳酸鍶（雜質(zhì)為含Ba、Fe的化合物）為原料制備六水氯化鍶（SrCl₂•6H₂O），由流程可知，加水得到溶液中除含有Sr²⁺外，還含有少量Fe²⁺、Ba²⁺雜質(zhì)，加適量稀硫酸將Ba²⁺生成硫酸鋇沉淀過濾，濾渣1為硫酸鋇，再向?yàn)V液中加入過氧化氫，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，加入SrO同時調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化氫氧化鐵沉淀，所以過濾后濾渣2氫氧化鐵，濾液中含SrCl₂，最后蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶得到SrCl₂•6H₂O，據(jù)此分析．

解答 解：（1）鍶元素在周期表中第五周期第ⅡA主族，SrCO₃和鹽酸發(fā)生反應(yīng)：SrCO₃+2HCl=SrCl₂+CO₂↑+H₂O；
故答案為：第五周期第ⅡA主族；SrCO₃+2HCl=SrCl₂+CO₂↑+H₂O；
（2）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，濾渣2的主要成分是氫氧化鐵；
故答案為：氫氧化鐵；
（3）為使鐵離子沉淀，需調(diào)節(jié)pH，又不宜引入新雜質(zhì)，選用SrO，促進(jìn)鐵離子水解為氫氧化鐵沉淀；
故答案為：促進(jìn)鐵離子水解為氫氧化鐵沉淀；
（4）加入雙氧水的目的是氧化亞鐵離子為鐵離子，發(fā)生的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（5）Ba²⁺濃度為1×10^-6 mol/L，BaSO₄的溶度積常數(shù)為1.1×10^-10，所以c（SO₄^2-）=$\frac{1.1×10{\;}^{-10}}{1×1{0}^{-6}}$=1×10^-4，SrSO₄的溶度積常數(shù)分別為3.3×10^-7，c（Sr³⁺）=$\frac{3.3×1{0}^{-7}}{1.1×1{0}^{-6}}$=0.3mol/L，故此濾液中$\frac{c（B{a}^{2+}）}{c（S{r}^{3+}）}$=$\frac{0.3}{1×1{0}^{-6}}$=3×10⁵；
故答案為：3×10⁵；
（6）SrCl₂溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到SrCl₂•6H₂O；
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；
（7）已知AgCl的溶解度為1.8×10^-3g/L，磚紅色難溶物Ag₂CrO₄的溶解度為2.0×10^-2g/L，則滴定過程中首先析出沉淀為AgCl，當(dāng)氯離子完全沉淀以后，開始生成Ag₂CrO₄磚紅色沉淀，則滴入最后一滴硝酸銀溶液時，溶液中出現(xiàn)磚紅色深沉淀，即滴定完成；
取25mL于錐形瓶中，加入指示劑鉻酸鉀，用0.01mol/L的AgNO₃標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定實(shí)驗(yàn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)液50mL時達(dá)到滴定終點(diǎn)，根據(jù)SrCl₂•6H₂O～2AgNO₃，則25mL溶液中n（SrCl₂•6H₂O）=n（AgNO₃）=0.01mol×50×10^-3L=0.0005mol，產(chǎn)品mg，將產(chǎn)品配成250mL溶液，其中m（SrCl₂•6H₂O）=0.0005mol×10×267g/mol=1.335g，產(chǎn)品中SrCl₂•6H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{1.335}{m}×100%$；
故答案為：出現(xiàn)磚紅色深沉淀；$\frac{1.335}{m}×100%$．

點(diǎn)評 本題為考查了物質(zhì)的制備，題目難度中等，試題涉及了實(shí)驗(yàn)操作的控制、溶度積的計算、測量物質(zhì)含量的方法等知識點(diǎn)，明確物質(zhì)的性質(zhì)及滴定原理是關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．