Question

【題目】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℃時開始失去結(jié)晶水，100℃時失去全部結(jié)晶水。

請回答：

（1）寫出碳酸鍶與鹽酸反應(yīng)的離子方程式_______________。

（2）在步驟③中，需要將溶液的pH由1調(diào)節(jié)至3.7以上，適宜選用的試劑為__________（寫一種）。

（3）關(guān)于上述流程中各步驟的說法，正確的是_____________。

A．調(diào)節(jié)pH后加熱煮沸的原因是除去H2O2，并避免生成Fe(OH)3膠體

B．步驟④包括用60℃的熱水浴加熱蒸發(fā)到溶液表面出現(xiàn)晶膜、冷卻結(jié)晶

C．可以通過加快結(jié)晶速率的方法來得到較大顆粒的SrCl2·6H2O 晶體

D．步驟⑥干燥SrCl2·6H2O晶體可以采用減壓干燥

（4）為了測定所得SrCl2·6H2O晶體樣品的純度，設(shè)計了如下方案：稱取1.40g樣品溶解于適量水中，向其中加入含AgNO3 2.38g的AgNO3溶液（溶液中除Cl－外，不含其它與Ag+反應(yīng)生成沉淀的離子），Cl－即被全部沉淀。然后用含Fe3+的溶液作指示劑，用0.200mol·L－1的NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的AgNO3，使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出，當(dāng)_______________時達到滴定終點，用去NH4SCN溶液20.0mL，則原SrCl2·6H2O晶體的純度為_________________________。

Answer 1

【答案】SrCO3+2H+=Sr2++H2O+ CO2↑ SrO、SrCO3或Sr(OH)2等 ABD 當(dāng)最后一滴NH4SCN溶液滴入，錐形瓶內(nèi)試液變?yōu)榧t色，且半分鐘內(nèi)不變色 95.3%

【解析】

以SrCO3為原料制備六水氯化鍶SrCl2·6H2O，由流程可以知道，SrCO3和鹽酸發(fā)生反應(yīng)：SrCO3+2HCl=SrCl2+H2O+ CO2↑，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，以此分析解答。

以SrCO3為原料制備六水氯化鍶SrCl2·6H2O，由流程可以知道，SrCO3和鹽酸發(fā)生反應(yīng)：SrCO3+2HCl=SrCl2+H2O+ CO2↑，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）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++H2O+ CO2↑，

因此，本題正確答案是：SrCO3+2H+=Sr2++H2O+ CO2↑；
（2）調(diào)節(jié)溶液的pH目的是使鐵離子沉淀，調(diào)節(jié)溶液的pH的同時不能引入其他雜質(zhì)，所以選擇SrO、SrCO3或Sr(OH)2等；

因此，本題正確答案是：SrO、SrCO3或Sr(OH)2；

（3）A．根據(jù)以上分析，調(diào)節(jié)pH后加熱煮沸的原因是除去H2O2，并避免生成Fe(OH)3膠體，故A正確；

B．步驟④包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，為防止溫度過高使用SrCl26H2O 晶體失水，因此采用60℃的熱水浴加熱蒸發(fā)到溶液表面出現(xiàn)晶膜，然后冷卻結(jié)晶，故B正確；

C．結(jié)晶速率越慢，得到的晶體顆粒越大，采用降低結(jié)晶速率的方法來得到較大顆粒的SrCl26H2O 晶體，故C錯誤；

D．SrCl2·6H2O晶體在61℃時開始失去結(jié)晶水，故工業(yè)上采用減壓烘干或者用50～60℃的熱風(fēng)吹干SrCl2·6H2O晶體，故D正確。

因此，本題正確答案是：ABD；

（4）滴定完全時，多余的SCN-與Fe3+生成Fe(SCN)3而顯紅色，所以當(dāng)最后一滴NH4SCN溶液滴入，錐形瓶內(nèi)試液變?yōu)榧t色，且半分鐘內(nèi)不變色時達到滴定終點，

根據(jù)關(guān)系式NH4SCN～AgNO3可知，過量的AgNO3的質(zhì)量為0.2 mol/L×0.02 L×170g/mol=0.68g，則根據(jù)：SrCl2·6H2O～2AgNO3
267 2×170
x (2.38g- 0.68g)

樣品中SrCl2·6H2O的質(zhì)量為：x=×267=1.335g，

則原SrCl2·6H2O晶體的純度為：×100%=95.3%；
因此，本題正確答案是：當(dāng)最后一滴NH4SCN溶液滴入，錐形瓶內(nèi)試液變?yōu)榧t色，且半分鐘內(nèi)不變色；95.3%。