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)是實驗室重要的分析試劑，工業(yè)上常以天青石(主要成分為SrSO4)為原料制備，生產流程如下：

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

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

③SrCl2·6H2O的摩爾質量為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，轉移了3 mol電子。寫出該反應的化學方程式____

(3)加入硫酸的目的是_____；為了提高原料的利用率，濾液1中Sr2＋的濃度應不高于__________mol·L－1(注：此時濾液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經蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾后，需對所得的六水氯化鍶晶體進行洗滌、干燥。證明六水氯化鍶晶體已洗滌干凈的實驗操作及現象為___________

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

Answer 1

【答案】增加反應物的接觸面積，提高化學反應速率 SrSO4＋3CSrO＋3CO↑＋S 除去溶液中的Ba2＋雜質 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，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)、冷卻結晶得到SrCl26H2O。

（1）粉碎天青石的目的是增大反應物的接觸面積，加快反應速率；

（2）依題意，SrSO4中只有S元素被還原，且0.5 mol SrSO4完全反應轉移3 mol 電子，所以＋6價硫元素的還原產物為單質S，氧化產物為CO，根據原子守恒，可知另一種產物為SrO，根據氧化還原反應轉移電子守恒以及原子守恒可知反應的化學方程式為：SrSO4＋3CSrO＋3CO↑＋S；

（3）結合信息①和硫酸鍶、硫酸鋇的溶度積數據知，加入硫酸的目的是除去鋇離子，提高產品純度；c(Ba2＋)＝1×10－5 mol·L－1時，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，可通過檢驗洗滌液中是否含有來確認是否洗凈，具體操作及實驗現象為：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，根據元素周期律知，氫氧化鍶的堿性比氫氧化鈣強，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。