Question

【題目】鍶（Sr）為第五周期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，工業上常以天青石（主要成分為SrSO4）為原料制備，生產流程如下：

（1）工業上天青石焙燒前先研磨粉碎，其目的是_______________________________。

（2）工業上天青石隔絕空氣高溫焙燒，若0.5 mol SrSO4中只有S被還原，轉移了4 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，濾液中Sr2+的濃度應不高于_________ mol/L[注：此時濾液中Ba2+濃度為1×105 mol/L，Ksp(BaSO4)=1.1×1010，Ksp(SrSO4)=3.3×107]。

（4）產品純度檢測：稱取1.000 g產品溶解于適量水中，向其中加入含AgNO3 1.100×102 mol的AgNO3溶液（溶液中除Cl外，不含其它與Ag+反應的離子），待Cl完全沉淀后，用含Fe3+的溶液作指示劑，用0.2000 mol/L的NH4SCN標準溶液滴定剩余的AgNO3，使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出。

①滴定反應達到終點的現象是_________________________。

②若滴定過程用去上述濃度的NH4SCN溶液20.00 mL，則產品中SrCl2·6H2O的質量百分含量為______________（保留4位有效數字）。

（5）工業上常用電解熔融SrCl2制鍶單質。由SrCl2·6H2O制取無水氯化鍶的方法是____________。

Answer 1

【答案】（1）增加反應物的接觸面積，提高化學反應速率

（2）SrSO4+4CSrS+4CO↑

（3）除去溶液中Ba2+雜質 0.03

（4）①加1滴NH4SCN溶液溶液由無色變為紅色，且30 s內不褪色 ②93.45%

（5）加熱SrCl2·6H2O失去結晶水至恒重（或灼燒等）

【解析】（1）天青石焙燒前先研磨粉碎，其目的是為了增加反應物的接觸面積，提高化學反應速率，從而提高原料的轉化率。

（2）在焙燒的過程中若只有0.5 mol SrSO4中只有S被還原，轉移了4 mol電子，則1 mol的S轉移8 mol的電子，由于在反應前元素的化合價為+6價，所以反應后元素的化合價為2價，因此碳與天青石在高溫下發生反應的化學方程式為：SrSO4+4CSrS+4CO↑。

（3）在用HCl溶解SrS后的溶液中加入硫酸的目的是除去溶液中Ba2+雜質；由于在Ba2+濃度為1×105 mol/L，BaSO4的溶度積常數為1.1×1010，所以c()= mol/L=1.1×105 mol/L，而SrSO4的溶度積常數為3.3×107，所以c(Sr2+)= mol/L=3.0×102=0.03 mol/L。

（4）①若NH4SCN不再與Ag+結合形成AgSCN白色沉淀，溶液中就會含有過量的SCN，會與Fe3+產生絡合物，溶液變為紅色，因此滴定達到終點時溶液由無色變為血紅色，且30 s不褪色；②n(NH4SCN)=0.2000 mol/L×0.02 L=4.0×103 mol，Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出，所以溶液中剩余的Ag+的物質的量為：n(Ag+)=4.0×103 mol，則與Cl反應的Ag+的物質的量為：n(Ag+)=1.100×102 mol4.0×103 mol=7.0×103 mol，1.000 g產品中SrCl2·6H2O的物質的量為：n(SrCl2·6H2O)= ×n(Ag+)=3.5×103 mol，1.000 g產品中SrCl2·6H2O的質量為：m(SrCl2·6H2O)=3.5×103mol×267 g/mol=0.9345 g，所以產品純度為：×100%=93.45%。

（5）氯化鍶屬于強酸強堿鹽，不能水解，由SrCl2·6H2O制取無水氯化鍶，直接加熱SrCl2·6H2O失去結晶水至恒重。