Question

锶（Sr）为第五周期ⅡA族元素，其化合物六水氯化锶（SrCl 2 ·6H 2 O）是实验室重要的分析试剂，工业上常

锶（Sr）为第五周期ⅡA族元素，其化合物六水氯化锶（SrCl 2 ·6H 2 O）是实验室重要的分析试剂，工业上常以天青石（主要成分为SrSO 4 ）为原料制备，生产流程如下： 已知：① 经盐酸浸取后，溶液中除含有Sr 2+ 和Cl － 外，还含有少量Ba 2+ 杂质；② SrSO 4 、BaSO 4 的溶度积常数分别为3.3×10 －7 、1.1×10 －10 ；③ SrCl 2 ·6H 2 O的摩尔质量为：267 g/mol。（1）天青石焙烧前先研磨粉碎，其目的是_________________________________________。（2）隔绝空气高温焙烧，若0.5 mol SrSO 4 中只有S被还原，转移了4 mol电子。写出该反应的化学方程式：_____________________________________________。（3）为了得到较纯的六水氯化锶晶体，过滤2后还需进行的两步操作是_______________。（4）加入硫酸的目的是______________________。为了提高原料的利用率，滤液中Sr 2+ 的浓度应不高于_________ mol/L（注：此时滤液中Ba 2+ 浓度为1×10 －5 mol/L）。（5）产品纯度检测：称取1.000 g产品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO 3 1.100×10 －2 mol的AgNO 3 溶液（溶液中除Cl ― 外，不含其它与Ag + 反应的离子），待Cl ― 完全沉淀后，用含Fe 3+ 的溶液作指示剂，用0.2000 mol/L的NH 4 SCN标准溶液滴定剩余的AgNO 3 ，使剩余的Ag + 以AgSCN白色沉淀的形式析出。①滴定反应达到终点的现象是_________________________________________。②若滴定过程用去上述浓度的NH 4 SCN溶液20.00 mL，则产品中SrCl 2 ·6H 2 O的质量百分含量为______________（保留4位有效数字）。

Answer 1

（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。 （2）SrSO 4 + 4C SrS + 4CO↑ （3）洗涤、干燥（或烘干） （4）除去溶液中Ba 2+ 杂质    0.03 （5）溶液由无色变为血红色，且30 s不褪色   93.45%

试题分析：（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。（2）在焙烧的过程中若只有0.5 mol SrSO 4 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SrSO 4 + 4C SrS + 4CO↑，（3）然后向得到的含有SrS固体中加入HCl发生反应：SrS+2HCl= SrCl 2 +H 2 S↑，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SrCl 2 ·6H 2 O。（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Ba 2+ 杂质。由于在Ba 2+ 浓度为1×10 －5 mol/L，BaSO 4 的溶度积常数为1.1×10 －10 ；所以c(SO 4 2- )=1.1×10 －10 ÷1×10 －5 =1.1×10 －5 mol/L。而SrSO 4 的溶度积常数为3.3×10 －7 ，所以c(Sr 2+ )=3.3×10 －7 ÷1.1×10 －5 =3.0×10 －2 =0.03mol/L。（5）若NH 4 SCN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Fe 3+ 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。n(NH 4 SCN)="0.2000" mol/L×0.02L=4.0×10 -3 mol，所以溶液中剩余的Ag+的物质的量为n(Ag + )=4.0×10 -3 mol,因此与Cl ― 反应的Ag+的物质的量为n(Ag + )=1.100×10 －2 mol－4.0×10 -3 mol=7.0×10 -3 mol n(SrCl 2 ·6H 2 O)=3.5×10 -3 mol,m(SrCl 2 ·6H 2 O)= 3.5×10 -3 mol×267 g/mol=0. 9345g.所以产品纯度为0. 9345g÷1g×100%=93.45%.